一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统及方法，具体涉及机械工程技术领域，包括数据采集模块

【技术实现步骤摘要】
一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统及方法


[0001]本专利技术涉及机械工程
，更具体地说，本专利技术涉及一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统及方法
。

技术介绍

[0002]紧固螺栓是广泛应用于各种机械设备中的关键部件，其性能直接影响到设备的可靠性和安全性；由于工作环境的复杂性和不确定性，紧固螺栓在使用过程中容易发生疲劳失效；因此，对紧固螺栓的疲劳寿命进行准确评估具有重要意义
。
[0003]目前，国内外对紧固螺栓疲劳寿命的评估主要采用试验方法和数值模拟方法；试验方法虽然能够获得较为准确的结果，但成本高
、
周期长，且难以满足大规模生产的需求；而数值模拟方法虽然具有成本低
、
周期短的优点，但由于模型简化和参数不确定性因素，其预测结果的准确性仍有待提高
。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统及方法，通过数据采集模块实时采集螺栓的运行数据，全面了解螺栓的实际使用情况；通过数据处理模块，分析螺栓表面图像划分高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统，其特征在于：包括：数据采集模块：用于采集紧固螺栓的运行数据；所述运行数据具体是指螺栓在实际使用过程中产生的参数，包括载荷
、
应力
、
工作温度
、
工作湿度
、
螺栓表面图像
、
振动
、
预紧力，以及应力循环的频率；数据处理模块：用于接收数据采集模块传输的数据，分析螺栓表面图像，根据预紧力和应力计算预紧力矩
、
应力幅值
、
平均应力，以及应力比，并传输至疲劳寿命预测模块；疲劳寿命预测模块：用于接收数据处理模块传输的数据，依据数据预测螺栓的疲劳寿命，并将其传输至模型预测精度评估模块；模型预测精度评估模块：用于对预测结果的准确性进行评估，对预测结果的准确性进行评估，如果模型预测精度较低，将数据传输至模型预测精度修正模块；如果模型预测精度较高，将数据传输至疲劳寿命评估模块；疲劳寿命评估模块：用于接收疲劳寿命预测模块传输的数据，根据预先设定的疲劳寿命阈值，对螺栓的疲劳寿命进行评估，对疲劳寿命不符合预期的情况采取相应措施；模型预测精度修正模块：用于接收模型预测精度评估模块传输的数据，利用修正因子对模型预测精度进行修正，以提高预测精度
。2.
根据权利要求1所述的一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统，其特征在于：所述数据采集模块的采集方式为：使用传感器实时采集载荷
、
应力
、
工作温度
、
工作湿度
、
螺栓表面图像
、
振动
、
预紧力，以及应力循环的频率；所述传感器包括但不限于温度传感器
、
湿度传感器
、
振动传感器
、
高分辨率相机
、
应力计，以及压力传感器
。3.
根据权利要求1所述的一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统，其特征在于：所述数据处理模块的具体处理过程如下：
A1、
对螺栓表面图像进行分析处理；
A2、
根据预紧力，计算预紧力矩
Mt
；所述预紧力矩的计算公式为：，其中
K
表示拧紧力系数，
d
表示螺纹公称直径，
P0
表示预紧力；
A3、
根据应力，计算应力幅值
、
平均应力和应力比
。4.
根据权利要求3所述的一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统，其特征在于：所述对螺栓表面图像进行分析处理，其分析过程如下：
A11、
对采集到的螺栓表面图像进行图像去噪
、
灰度校正
、
图像增强处理，以减少噪声和改善图像质量；
A12、
使用计算机视觉技术和图像处理算法从图像中提取螺栓表面的关键特征，具体包括表面粗糙度
、
受损区域的数量和尺寸；
A13、
根据预先设定的表面粗糙阈值，将螺栓表面分为粗糙区域和光滑区域；将螺栓的表面粗糙度和表面粗糙度阈值进行对比，将表面粗糙度超过阈值的部位划分为粗糙区域，而未超过阈值的部位划分为光滑区域；
A14、
在粗糙区域中，进一步划分出高磨损区域；将螺栓的受损区域的数量，和预先设定的受损区域的数量阈值进行对比，将螺栓的受损区域的数量超过阈值的部位划分为高磨损区域，而未超过阈值的部位划分为低磨损区域；
A15、
在高磨损区域中，计算受损区域的密集度；所述密集度
MJ
计算公式为：，
其中
Sz
表示受损区域的总面积，
Sw
表示受损区域的外接矩形面积
。5.
根据权利要求3所述的一种紧固螺栓的疲劳寿命评估系统，其特征在于：所述应力幅值具体是指应力循环中最大应力值和最小应力值之间的差异；其计算公式为：，其中
σ
a
表示应力幅值，
σ
max
、
σ
min
分别表示最大应力值和最小应力值；所述平均应力具体是指应力循环中最大应力值和最小应力值之和的一半；其计算公式为：，其中
σ
m
表示平均应力，
σ
max
、
σ
min
分别表示最大应力值和最小应力值；所述应力比的计算公式为：，其中
R
表示应力比，
σ
max
、
σ
min
分别表示最大应力值和最小应力值
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铸铁，王巍，单连涛，崔文明，张瑞，张凯，臧昊良，梁锡炳，岳天豪，王纪兴，
申请(专利权)人：国合通用青岛测试评价有限公司，
类型：发明
国别省市：