螺栓检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种螺栓检测系统及方法。该检测方法包括：以标定螺栓的温度和规格作为条件建立数据库，数据库包含有若干组具有不同条件的超声波渡越时间与标定螺栓的预紧力相关的拟合关系模型；基于实测螺栓的温度和规格，在数据库中选定条件匹配的拟合关系模型，并基于实测螺栓的头部端面上多个检测位置的超声波渡越时间的实测值与选定的拟合关系模型之间的对比结果，确定实测螺栓的预紧力、裂纹位置和裂纹状态。该检测方法既可检测螺栓预紧力，又可检测螺栓的裂纹缺陷，并且将预紧力的检测与裂纹检测进行拟合关联，从而在检测螺栓裂纹缺陷的过程中，有效规避螺栓预紧力对超声波在螺栓中的传播特性造成的不利影响，使螺栓检测更加全面和精确。更加全面和精确。更加全面和精确。

【技术实现步骤摘要】
螺栓检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及检验检测
，尤其涉及一种螺栓检测系统及方法。

技术介绍

[0002]螺栓结构作为一种重要的机械结构，能够将各个机械零件紧密地连接在一起。在各种机械连接中，螺栓的连接被广泛地认为已经是最普遍、最简单、最有效的连接工具和方式之一，并已在高速列车中大量使用。随着高速列车的发展，列车速度的提升，加速了列车关键部分及其螺纹的疲劳和损伤，对列车的安全运行是一种潜在威胁。一旦在列车的行驶过程中发生列车关键部位的螺栓脱落或断裂，后果不堪设想。因此，定期对服役中列车关键部位的螺栓连接进行可靠性的检测是刻不容缓。
[0003]螺栓连接的可靠性取决于螺栓的轴向预紧力是否恰当和螺栓是否存在裂纹损伤。目前对螺栓轴向预紧力主要采用扭矩法和转角法确认，并且只能在螺栓安装时对预紧力进行控制,不能用于在役螺栓预紧力的测量,并且误差较大。而对螺栓裂纹主要采用磁粉检测和渗透检测，这两种检测方式的共同特点是过程繁琐，效率低，同时需人工判别缺陷不够可靠。
[0004]超声波无损检测是通过声波在物体内部的传播特性对螺栓的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺栓检测方法，其特征在于，包括：步骤S1、以标定螺栓的温度和规格作为条件建立数据库，所述数据库包含有若干组具有不同条件的超声波渡越时间与所述标定螺栓的预紧力相关的拟合关系模型；步骤S2、基于实测螺栓的温度和规格，在所述数据库中选定条件匹配的拟合关系模型，并基于所述实测螺栓的头部端面上多个检测位置的超声波渡越时间的实测值与选定的所述拟合关系模型之间的对比结果，确定所述实测螺栓的预紧力、裂纹位置和裂纹状态。2.根据权利要求1所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：步骤11、在一定温度下，从所述标定螺栓的松弛状态开始，向所述标定螺栓施加依次增加的标定预紧力，直至所述标定预紧力处于标定螺栓的额定预紧力范围以内；在施加所述标定预紧力的过程中，以预设频率采集各个所述标定预紧力下的超声波渡越时间的理论值，并将采集到的所述超声波渡越时间的理论值与所述标定预紧力之间拟合并建立数组，以得到当前温度下所述超声波渡越时间与所述标定螺栓的预紧力之间的拟合关系曲线，从而建立所述拟合关系模型；S12、改变温度并重复步骤S11，得到不同温度下的所述拟合关系模型。3.根据权利要求1所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：步骤S21、获取所述实测螺栓的温度和规格，在所述数据库中选定条件匹配的所述拟合关系模型；步骤S22、在所述实测螺栓的头部端面获取各个所述检测位置的超声波渡越时间的实测值，并基于选定的所述拟合关系模型确定各个所述检测位置的预判断预紧力；步骤S23、获取各个所述检测位置的超声波渡越时间的实测值与选定的所述拟合关系模型之间的对比结果；若所有所述对比结果均处于选定的所述拟合关系模型的范围以内，则判定所述实测螺栓无裂纹，基于各个所述检测位置的预判断预紧力确定所述实测螺栓的预紧力；否则判定所述实测螺栓存在裂纹，基于各个所述检测位置的预判断预紧力确定所述实测螺栓的预紧力，并基于各个所述对比结果确定裂纹位置和裂纹状态。4.根据权利要求3所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S22进一步包括：利用所述数据库中存储的各个规格的标定螺栓的温度、检测位置、以及所述拟合关系模型，确定每个检测位置处的超声波渡越时间的实测值对应的所述标定螺栓的预紧力，作为所述预判断预紧力。5.根据权利要求3所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S23进一步包括：步骤S231、基于各个所述检测位置的超声波回波信号与选定的所述拟合关系模型中预设的超声波回波信号接收阈值之间的对比结果，确定所述实测螺栓的裂纹位置；步骤S232、基于各个所述检测位置的所述预判断预紧力之间的差异值与选定的所述拟合关系模型中预设的预紧力判定误差阈值之间的对比结果，确定所述实测螺栓的预紧力和裂纹状态。6.根据权利要求5所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S231进一步包括以下步骤：以任一所述检测位置为基准检测位置，其余所述检测位置为回波检测位置，向所述基准检测位置发射超声波；
若所有所述回波检测位置收到的回波信号均小于或等于选定的所述拟合关系模型中预设的超声波回波信号接收阈值，则判定所述实测螺栓无裂纹；若任一所述回波检测位置收到的回波信号大于选定的所述拟合关系模型中预设的超声波回波信号接收阈值，则判定当前所述回波检测位置为所述实测螺栓的裂纹位置。7.根据权利要求5所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S232进一步包括：步骤S2321、基于各个所述检测位置的预判断预紧力之间的差异值，计算所述实测螺栓的预紧力；步骤S2322、基于所述预紧力和所述裂纹位置处的超声波渡越时间的纵波实测值，计算所述实测螺栓的裂纹深度；步骤S2323、基于所述裂纹位置处的超声波渡越时间的横波实测值，计算所述实测螺栓的裂纹扩展范围。8.根据权利要求7所述的螺栓检测方法，其特征在于，所述步骤S2321进一步包括：对比各个所述检测位置的所述预判断预紧力之间的所述差异值与选定的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴向阳，张志毅，李亚南，田仁勇，刘念祖，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：