【技术实现步骤摘要】
本申请涉及紧固件，具体是一种紧固系统振动试验及评估方法。
技术介绍
1、螺纹连接是工业中应用最广泛的连接形式之一，以航天系统为例，螺纹连接的可靠性对发射任务成败有着重要影响。螺纹连接失效类型多，松动是其中最常见的失效模式之一。随着航天事业不断发展，运载火箭、导弹武器、人造卫星等航天产品服役环境日趋复杂，工况条件愈加恶劣，螺纹连接系统经常或始终处于振动环境中，极易造成螺纹间发生相对运动，从而引起螺纹连接松动，最终导致螺纹连接失效，影响航天型号装配及发射流程，给航天产品可靠性带来严重影响。
2、在紧固件行业领域内，横向振动试验是目前检验螺栓防松性能的重要手段，横向振动试验方法有两种：gb/t 10431及gjb7-15.3a。以上两种方法是在振动试验台上产生一定频率的振动波，使被夹紧两金属板之间产生交变横向位移，使螺纹连接松动，根据夹紧力或相对转动角度的变化等评估螺纹紧固件的防松性能。以上试验方法存在如下问题：
3、1)试验基于元件级，并非基于紧固系统级
4、当前振动试验考核方法是对紧固件本身施加振动波，而航天型号实际工况中，振动行为的发生往往作用于整个紧固系统，紧固件与被连接结构件整体同时振动。gb/t10431及gjb7-15.3a所述振动试验考核方法与实际应用工况存在差距，不能完全模拟紧固件在箭上应用环境，考核结果对工程指导意义不足。
5、2)试验基于常温工况，未覆盖宽温域条件
6、gb/t 10431及gjb7-15.3a横向振动试验考核方法是在常温条件下进行，而航
7、3)未进行螺栓预紧力在线监测，防松能力量化评判指标不够精确
8、gjb7-15.3a横向振动试验对松动的评判指标为相对转动角度、位移变化等，防松能力难以量化；gb/t 10431虽然能够定量表达预紧力，但由于增加了测力垫圈，影响了连接面的摩擦性能，所以当前的防松能力量化评判指标不够精确，对于工程实际应用的指导意义有限。
技术实现思路
1、为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种紧固系统振动试验及评估方法。
2、根据本申请实施例，提供了一种紧固系统振动试验及评估方法，包括建立被考核的双型紧固连接系统、建立多向振动与温度耦合验证系统和连接系统振动试验结果评估；
3、所述的建立被考核的双型紧固连接系统，具体包括：
4、根据航天领域典型连接形式，设计轴向对接试验件的连接系统和径向对接试验件的连接系统；
5、所述的建立多向振动与温度耦合验证系统，具体包括：
6、根据运载火箭全剖面的载荷条件，建立由多向振动平台、宽温域温箱以及基于超声测量的预紧力监测工具组成的耦合验证系统，将所述耦合验证系统与所述双型紧固连接系统组成多种不同的验证组合，其中，所述振动平台包括立式振动平台和卧式振动平台，所述温箱包括低温温箱、常温温箱和高温温箱；
7、所述的连接系统振动试验结果评估，具体包括：
8、采用基于超声测量的预紧力监测工具，结合头部带有pmts传感器的螺栓，在试验前后对被考核的轴向对接试验件的连接系统或径向对接试验件的连接系统的预紧力变化情况进行测试，将试验后的预紧力测试结果与设计指标进行对比，判断所述双型紧固连接系统是否满足多向振动与温度耦合试验条件。
9、作为优选，所述验证组合包括：立式振动平台、低温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第一组合，立式振动平台、低温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第二组合，立式振动平台、常温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第三组合，立式振动平台、常温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第四组合，立式振动平台、高温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第五组合，立式振动平台、高温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第六组合，卧式振动平台、低温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第七组合，卧式振动平台、常温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第八组合，卧式振动平台、高温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第九组合，卧式振动平台、低温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十组合，卧式振动平台、常温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十一组合，卧式振动平台、高温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十二组合。
10、作为优选，所述轴向对接试验件的连接系统包括带法兰的筒段结构一和筒段结构二，所述筒段结构一和所述筒段结构二直径相等，所述筒段结构一和所述筒段结构二上的法兰端面分别设置有第一连接孔，通过第一连接螺栓、第一连接孔以及对应的自锁螺母将所述筒段结构一和所述筒段结构二进行连接，所述第一连接螺栓的头部带有pmts传感器；
11、所述径向对接试验件的连接系统包括内侧筒段和外侧筒段，所述外侧筒段的内径标称值与所述内侧筒段外径标称值相等，其中，所述外侧筒段的内径取上差，所示内侧筒段的外径取下差，所述内侧筒段和所述外侧筒段的侧壁上均设置有第二连接孔，通过第二连接螺栓、第二连接孔以及对应的自锁螺母将所述内侧筒段和所述外侧筒段进行连接，所述第二连接螺栓的头部带有pmts传感器。
12、作为优选，定义所述第一连接螺栓的直径为a毫米，所述第一连接孔的孔径为a+1.0毫米。
13、作为优选，定义所述第二连接螺栓的公称直径为a毫米，所述第二连接孔的孔径为a+0.2毫米。
14、作为优选，通过紧固件按照力矩规则对所述轴向对接试验件的连接系统和所述径向对接试验件的连接系统进行拧动锁紧，拧紧的位置为对应的螺栓头部，所述力矩规则通过以下公式得到；
15、
16、p′＝arctan(1.155f)
17、其中，m为对螺母施加的预紧力矩，单位为n·mm；p0为预紧力，单位为n；φ为螺纹升角，单位为°；p′为螺纹副当量摩擦角，单位为°；f为螺纹副摩擦系数；d2为螺纹中径，单位为mm；fc为螺纹支承面与别连接件或垫圈接触面之间的摩擦系数；d1为螺纹支承面外径，单位为mm；d0为螺栓安装孔或垫圈孔的直径，单位为mm。
18、作为优选，所述立式振动平台包括振动平台一和立式转接支架，所述立式转接支架的底侧与所述振动平台一相连接，且所述立式转接支架与所述振动平台一之间的连接面的一侧与被测连接系统连接，通过所述立式转接支架将所述振动平台一的振动方向调整为与被测连接系统连接面相平行；
19、所述卧式振动平台包括振动平台二和卧式转接支架组成，所述卧式转接支架的底端一端与所述振动平台二相连接，顶端与被测连接系统连接，通过所述卧式转接支架，将所述振动平台二的振动传递至被测连接系统。
20、作为优选，所述温箱靠近所述振动平台一和所述振动平台二设置，将被测连接系统放置于所述温箱内一定时间后，通过所述温箱的温度调节，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种紧固系统振动试验及评估方法，其特征在于，包括建立被考核的双型紧固连接系统、建立多向振动与温度耦合验证系统和连接系统振动试验结果评估；
2.根据权利要求1所述的紧固系统振动试验及评估方法，其特征在于，所述验证组合包括：立式振动平台、低温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第一组合，立式振动平台、低温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第二组合，立式振动平台、常温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第三组合，立式振动平台、常温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第四组合，立式振动平台、高温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第五组合，立式振动平台、高温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第六组合，卧式振动平台、低温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第七组合，卧式振动平台、常温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第八组合，卧式振动平台、高温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第九组合，卧式振动平台、低温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十组合，卧式振动平台、常温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十一组合，卧式振动平台、高温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十二组合。
<...【技术特征摘要】
1.一种紧固系统振动试验及评估方法，其特征在于，包括建立被考核的双型紧固连接系统、建立多向振动与温度耦合验证系统和连接系统振动试验结果评估；
2.根据权利要求1所述的紧固系统振动试验及评估方法，其特征在于，所述验证组合包括：立式振动平台、低温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第一组合，立式振动平台、低温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第二组合，立式振动平台、常温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第三组合，立式振动平台、常温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第四组合，立式振动平台、高温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第五组合，立式振动平台、高温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第六组合，卧式振动平台、低温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第七组合，卧式振动平台、常温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第八组合，卧式振动平台、高温温箱和径向对接试验件连接系统构成的第九组合，卧式振动平台、低温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十组合，卧式振动平台、常温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十一组合，卧式振动平台、高温温箱和轴向对接试验件连接系统构成的第十二组合。
3.根据权利要求1所述的紧固系统振动试验及评估方法，其特征在于，所述轴向对接试验件的连接系统包括带法兰的筒段结构一(1)和筒段结构二(2)，所述筒段结构一(1)和所述筒段结构二(2)直径相等，所述筒段结构一(1)和所述筒段结构二(2)上的法兰端面分别设置有第一连接孔，通过第一连接螺栓(3)、第一连接孔以及对应的自锁螺母将所述筒段结构一(1)和所述筒段结构二(2)进行连接，所述第一连接螺栓(3)的头部带有pmts传感器；
4.根据权利要求3所述的紧固系统振动试验及评...
【专利技术属性】
技术研发人员：何巍，石玉红，王婕，蒋先旺，冯韶伟，卢红立，王帅，刘佳运，闫路，黄辉，姜周，杨帆，王会平，张薇，刘树仁，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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