本发明专利技术属于预紧力监测技术领域，提供了一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法、装置、介质及车辆。其中，车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法包括接收第一压电换能器和第二压电换能器传送来的电压信号，判断车辆运行状态；其中，第一压电换能器和第二压电换能器设置在靠近螺栓头部的车辆结构件的上表面，且第一压电换能器和第二压电换能器的中心点连线与螺栓轴线相交；当车辆处于停车状态时，控制第一压电换能器产生激励信号，接收第二压电换能器受到所述激励信号影响所产生的振动电压信号；根据预先标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系，得到相应螺栓的预紧力。其基于温度补偿能够快速准确地监测出车辆结构件螺栓的预紧力及状态。件螺栓的预紧力及状态。件螺栓的预紧力及状态。
【技术实现步骤摘要】
车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法、装置、介质及车辆
[0001]本专利技术属于预紧力监测
，尤其涉及一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法、装置、介质及车辆。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]在轨道车辆领域中，螺栓连接的应用比较广泛。但是由于在轨道车辆运行的过程中，轮轨之间作用剧烈，螺栓横向载荷可能会超出预设横向载荷限制，从而引起被连接件接合面产生微动磨损现象，造成预紧力衰退，甚至螺栓松动、断裂或脱落，最终对整个轨道车辆运行的安全造成威胁。专利技术人发现，目前列车入库时采用人工目视或扭力扳手校核螺栓预紧力的变化，但是这种方式效率和准确性均无法得到保障。
技术实现思路
[0004]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法、装置、介质及车辆，其能够全自动获取螺栓预紧力变化信息，同时评估螺栓连接状态，简单可靠，满足轨道车辆结构件螺栓连接状态监测及评估的需求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一个方面提供了一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法。
[0007]一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其包括：
[0008]接收第一压电换能器和第二压电换能器传送来的电压信号，判断车辆运行状态；其中，第一压电换能器和第二压电换能器设置在靠近螺栓头部的车辆结构件的上表面，且第一压电换能器和第二压电换能器的中心点连线与螺栓轴线相交；
[0009]当车辆处于停车状态时，控制第一压电换能器产生激励信号，接收第二压电换能器受到所述激励信号影响所产生的振动电压信号；
[0010]根据预先标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系，得到相应螺栓的预紧力。
[0011]作为一种实施方式，标定螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系的过程包括：
[0012]对于初始预紧力未衰退状态的螺栓，获取不同温度下的第二压电换能器所产生的压电信号作为基准信号；
[0013]计算不同温度下的基准信号与当前振动电压信号的相关系数，再根据预设关系将所述相关系数转换为振动电压信号的特征参数；
[0014]再根据预先拟合的预紧力与相关系数的关系，拟合出预紧力与振动电压信号的特征参数的曲线。
[0015]上述技术方案的优点在于，这样能够对温度进行补偿，避免温度对基准信号以及
振动电压信号的影响，从而提高了预紧力的监测准确性。
[0016]作为一种实施方式，预紧力与相关系数的关系满足二次函数曲线关系。
[0017]其中，预紧力与相关系数的函数关系式，本领域技术人员可根据实际情况来具体选择或确定。
[0018]作为一种实施方式，基准信号与当前振动电压信号之间的相关系数与振动电压信号的特征参数呈一次函数关系。
[0019]其中，相关系数与振动电压信号的特征参数的函数关系式，本领域技术人员可根据实际情况来具体选择或确定。
[0020]作为一种实施方式，在利用基准信号和当前振动电压信号计算相关系数的基础上，对标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系曲线进行延拓，使初始预紧力对应的特征参数为1.0，预紧力0对应的特征参数为0。
[0021]作为一种实施方式，所述车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，还包括：
[0022]获取车辆结构件螺栓的受到的工作载荷，再结合车辆结构件螺栓的预紧力，计算螺栓连接的安全系数与剩余寿命。
[0023]本专利技术的第二个方面提供了一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测装置。
[0024]在一个或多个实施例中，一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测装置，包括：
[0025]状态信息获取模块，其用于接收第一压电换能器和第二压电换能器传送来的电压信号，判断车辆运行状态；其中，第一压电换能器和第二压电换能器设置在靠近螺栓头部的车辆结构件的上表面，且第一压电换能器和第二压电换能器的中心点连线与螺栓轴线相交；
[0026]激励产生模块，其用于当车辆处于停车状态时，控制第一压电换能器产生激励信号，接收第二压电换能器受到所述激励信号影响所产生的振动电压信号；
[0027]预紧力确定模块，其用于根据预先标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系，得到相应螺栓的预紧力。
[0028]作为一种实施方式，在所述预紧力确定模块中，标定螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系的过程包括：
[0029]对于初始预紧力未衰退状态的螺栓，获取不同温度下的第二压电换能器所产生的压电信号作为基准信号；
[0030]计算不同温度下的基准信号与当前振动电压信号的相关系数，再根据预设关系将所述相关系数转换为振动电压信号的特征参数；
[0031]再根据预先拟合的预紧力与相关系数的关系，拟合出预紧力与振动电压信号的特征参数的曲线。
[0032]作为一种实施方式，在所述预紧力确定模块中，预紧力与相关系数的关系满足二次函数曲线关系。
[0033]作为一种实施方式，在所述预紧力确定模块中，在利用基准信号和当前振动电压信号计算相关系数的基础上，对标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系曲线进行延拓，使初始预紧力对应的特征参数为1.0，预紧力0对应的特征参数为0。
[0034]作为一种实施方式，所述车辆结构件螺栓连接预紧力监测装置，还包括：
[0035]螺栓连接状态计算模块，其用于获取车辆结构件螺栓的受到的工作载荷，再结合
车辆结构件螺栓的预紧力，计算螺栓连接的安全系数与剩余寿命。
[0036]在一个或多个实施例中，一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测装置，包括：
[0037]第一压电换能器和第二压电换能器，所述第一压电换能器和第二压电换能器设置在靠近螺栓头部的车辆结构件的上表面，且第一压电换能器和第二压电换能器的中心点连线与螺栓轴线相交；
[0038]处理器，其用于：
[0039]接收第一压电换能器和第二压电换能器传送来的电压信号，判断车辆运行状态；
[0040]当车辆处于停车状态时，控制第一压电换能器产生激励信号，接收第二压电换能器受到所述激励信号影响所产生的振动电压信号；
[0041]根据预先标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系，得到相应螺栓的预紧力。
[0042]作为一种实施方式，在所述处理器中，标定螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系的过程包括：
[0043]对于初始预紧力未衰退状态的螺栓，获取不同温度下的第二压电换能器所产生的压电信号作为基准信号；
[0044]计算不同温度下的基准信号与当前振动电压信号的相关系数，再根据预设关系将所述相关系数转换为振动电压信号的特征参数；
[0045]再根据预先拟合的预紧力与相关系数的关系，拟合出预紧力与振动电压信号的特征参数的曲线。
[0046]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其特征在于，包括：接收第一压电换能器和第二压电换能器传送来的电压信号，判断车辆运行状态；其中，第一压电换能器和第二压电换能器设置在靠近螺栓头部的车辆结构件的上表面，且第一压电换能器和第二压电换能器的中心点连线与螺栓轴线相交；当车辆处于停车状态时，控制第一压电换能器产生激励信号，接收第二压电换能器受到所述激励信号影响所产生的振动电压信号；根据预先标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系，得到相应螺栓的预紧力。2.如权利要求1所述的车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其特征在于，标定螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系的过程包括：对于初始预紧力未衰退状态的螺栓，获取不同温度下的第二压电换能器所产生的压电信号作为基准信号；计算不同温度下的基准信号与当前振动电压信号的相关系数，再根据预设关系将所述相关系数转换为振动电压信号的特征参数；再根据预先拟合的预紧力与相关系数的关系，拟合出预紧力与振动电压信号的特征参数的曲线。3.如权利要求2所述的车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其特征在于，预紧力与相关系数的关系满足二次函数曲线关系。4.如权利要求2所述的车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其特征在于，基准信号与当前振动电压信号之间的相关系数与振动电压信号的特征参数呈一次函数关系。5.如权利要求1或2所述的车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其特征在于，在利用基准信号和当前振动电压信号计算相关系数的基础上，对标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系曲线进行延拓，使初始预紧力对应的特征参数为1.0，预紧力0对应的特征参数为0。6.如权利要求1或2所述的车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，其特征在于，所述车辆结构件螺栓连接预紧力监测方法，还包括：获取车辆结构件螺栓的受到的工作载荷，再结合车辆结构件螺栓的预紧力，计算螺栓连接的安全系数与剩余寿命。7.一种车辆结构件螺栓连接预紧力监测装置，其特征在于，包括：状态信息获取模块，其用于接收第一压电换能器和第二压电换能器传送来的电压信号，判断车辆运行状态；其中，第一压电换能器和第二压电换能器设置在靠近螺栓头部的车辆结构件的上表面，且第一压电换能器和第二压电换能器的中心点连线与螺栓轴线相交；激励产生模块，其用于当车辆处于停车状态时，控制第一压电换能器产生激励信号，接收第二压电换能器受到所述激励信号影响所产生的振动电压信号；预紧力确定模块，其用于根据预先标定的螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系，得到相应螺栓的预紧力。8.如权利要求7所述的车辆结构件螺栓连接预紧力监测装置，其特征在于，在所述预紧力确定模块中，标定螺栓预紧力与振动电压信号的特征参数之间关系的过程包括：对于初始预紧力未衰退...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，彭畅，陈大伟，高世萍，牛步钊，
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：
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