用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套和测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套，包括：感测段、第一接触端、第二接触端和通孔，其中，所述感测段位于所述第一接触端和所述第二接触端之间；所述通孔贯穿所述感测段、所述第一接触端和所述第二接触端，连接螺栓的螺柱适于穿过所述通孔；所述感测段沿其周向具有侧壁，所述侧壁包括至少一个支撑件和至少一个悬挂件，所述支撑件连接所述第一接触端和所述第二接触端，所述悬挂件连接所述第一接触端或所述第二接触端。使用本发明专利技术的测量套替换螺栓连接结构中的金属被连接件，可以等效获得螺栓连接结构的安装预紧力和环境温度之间的关系，从而实现对不同高温环境下螺栓连接结构内部安装预紧力的实时、可靠测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套和测量系统


[0001]本专利技术主要涉及引用螺栓连接结构的工程领域，尤其涉及一种用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套和测量系统。

技术介绍

[0002]螺栓连接结构是一种广泛应用于工程领域的机械连接方式。螺栓连接指连接螺栓穿过多个被连接件的安装约束孔，配合拧紧螺母和垫圈实现被连接件的机械连接并施加安装预紧力。安装预紧力是影响螺栓连接结构连接功效的重要参数。安装预紧力多指在机械连接结构内部，在受到工作载荷之前，为了增加连接结构的可靠性、紧密性和连接刚度，以防止受到载荷后被连接零部件间出现分离和相对滑动而预先施加的安装力，多依靠连接件的弹性力实现。在室温下，可以通过一些方法测量螺栓连接结构的安装预紧力，例如采用力传感器直接测量，或者测量螺栓的伸长量。
[0003]陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC)是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料，具有耐高温、高强度和模量、密度小和抗腐蚀性强等优异性能。在航空航天热端结构部件上，常常涉及到陶瓷基复合材料和金属材料部件之间的连接结构。在高温环境下，材料弹性模量下降，陶瓷基复合材料和金属材料的热变形膨胀不同，使陶瓷基复合材料和金属材料部件间的螺栓连接结构内部安装预紧力数值随着环境温度变化而产生显著变化，进而对连接功效产生显著影响。然而，由于陶瓷基复合材料和金属材料部件的服役环境温度通常在500℃以上，目前的室温下的安装预紧力测量方法难以应用到该环境中，也无法实现温度剧烈变化过程中的安装预紧力的实时测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种适于高温环境下的测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套和测量系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套，其特征在于，包括：感测段、第一接触端、第二接触端和通孔，其中，所述感测段位于所述第一接触端和所述第二接触端之间；所述通孔贯穿所述感测段、所述第一接触端和所述第二接触端，连接螺栓的螺柱适于穿过所述通孔；以及所述感测段沿其周向具有侧壁，所述侧壁包括至少一个支撑件和至少一个悬挂件，所述支撑件连接所述第一接触端和所述第二接触端，所述悬挂件连接所述第一接触端或所述第二接触端。
[0006]在本专利技术的一实施例中，所述悬挂件包括感应元件布置板和连接杆，所述悬挂件通过所述连接杆与所述第一接触端或所述第二接触端相连接，所述连接杆沿所述通孔径向的宽度小于所述感应元件布置板的宽度。
[0007]在本专利技术的一实施例中，所述侧壁还包括镂空结构，所述镂空结构将所述支撑件和所述悬挂件隔开。
[0008]在本专利技术的一实施例中，所述侧壁包括内凹段，所述内凹段向所述通孔所在的位
置凹进，所述至少一个支撑件和所述至少一个悬挂件位于所述内凹段。
[0009]在本专利技术的一实施例中，所述侧壁包括多个所述支撑件，所述多个支撑件沿所述感测段的周向均匀分布。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述侧壁包括多个所述悬挂件，所述多个悬挂件沿所述感测段的周向均匀分布。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述支撑件上布置有应变感应元件，所述应变感应元件适于感测高温环境下所述支撑件的应变。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述感应元件布置板上布置有应变感应元件，所述应变感应元件适于感测高温环境下所述悬挂件的应变。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述感应元件布置板上布置有温度传感器，所述温度传感器适于感测高温环境下所述悬挂件的温度。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述连接螺栓适于连接陶瓷基复合材料被连接件和金属被连接件，所述测量套沿所述通孔的轴向的厚度等于所述金属被连接件的厚度。
[0015]本专利技术为解决上述技术问题还提出一种用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量系统，其特征在于，包括：连接螺栓、陶瓷基复合材料被连接件、测量套、过渡垫圈和螺母，其中，所述测量套位于所述陶瓷基复合材料被连接件和所述过渡垫圈之间，所述测量套包括通孔，所述连接螺栓穿过所述通孔；所述过渡垫圈位于所述测量套和所述螺母之间，所述连接螺栓穿过所述过渡垫圈；以及所述连接螺栓和所述螺母紧密配合。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述过渡垫圈包括垫圈通孔、底部环形部分和轴向延伸部分，所述轴向延伸部分伸入所述通孔内部。
[0017]在本专利技术的一实施例中，所述测量套是如上所述的测量套。
[0018]本专利技术的测量套的感测段位于第一接触端和第二接触端之间，感测段中的支撑件可以用于测量螺栓连接结构在高温下的综合应变数据，感测段中的悬挂件可以用于测量螺栓连接结构在高温下由温度引起的温度应变数据，通过计算可以消除环境温度变化对综合应变数据的影响，得到单纯的由于安装预紧力所造成的支撑件的受载压缩应变数据。使用本专利技术的测量套替换螺栓连接结构中的金属被连接件，可以等效获得螺栓连接结构的安装预紧力和环境温度之间的关系，从而实现对不同高温环境下螺栓连接结构内部安装预紧力的实时、可靠测量。
附图说明
[0019]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：
[0020]图1A和1B是本专利技术的测量套所用于测量的螺栓连接结构的示意图；
[0021]图2A和2B是本专利技术一实施例的测量套用于测量螺栓连接结构时的示意图；
[0022]图3A
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3C是本专利技术一实施例的测量套的结构示意图；
[0023]图4A和4B是本专利技术一实施例的测量套的感应元件分布示意图；
[0024]图5是本专利技术一实施例的用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量系统的爆炸图；
[0025]图6A和6B是本专利技术一实施例的测量系统中的过渡垫圈的结构示意图。
具体实施方式
[0026]为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0027]如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0028]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量螺栓连接结构安装预紧力的测量套，其特征在于，包括：感测段、第一接触端、第二接触端和通孔，其中，所述感测段位于所述第一接触端和所述第二接触端之间；所述通孔贯穿所述感测段、所述第一接触端和所述第二接触端，连接螺栓的螺柱适于穿过所述通孔；以及所述感测段沿其周向具有侧壁，所述侧壁包括至少一个支撑件和至少一个悬挂件，所述支撑件连接所述第一接触端和所述第二接触端，所述悬挂件连接所述第一接触端或所述第二接触端。2.如权利要求1所述的测量套，其特征在于，所述悬挂件包括感应元件布置板和连接杆，所述悬挂件通过所述连接杆与所述第一接触端或所述第二接触端相连接，所述连接杆沿所述通孔径向的宽度小于所述感应元件布置板的宽度。3.如权利要求1所述的测量套，其特征在于，所述侧壁还包括镂空结构，所述镂空结构将所述支撑件和所述悬挂件隔开。4.如权利要求1所述的测量套，其特征在于，所述侧壁包括内凹段，所述内凹段向所述通孔所在的位置凹进，所述至少一个支撑件和所述至少一个悬挂件位于所述内凹段。5.如权利要求1所述的测量套，其特征在于，所述侧壁包括多个所述支撑件，所述多个支撑件沿所述感测段的周向均匀分布。6.如权利要求1所述的测量套，其特征在于，所述侧壁包括多个所述悬挂件，所述多个悬挂件沿所述感测段的周向均匀分布。7.如权利要求1所述的测量套，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪宝，顾明皓，江有为，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：