[发明专利]一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法

权利要求书

1.一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法，基于螺栓结合面接触阻尼特性实验装置，包括材料试验机（1）、两个螺杆（2）、下试件（3）、上试件（4）、高强螺栓（5）、直线位移传感器（6）、力传感器（7）、动态应变仪、数据采集系统和计算机；高强螺栓（5）垂直穿过上试件（4）和下试件（3）的通孔，为高强螺栓（5）施加一定预紧力，使上试件（4）的端面和下试件（3）的端面相互贴合构成结合面，高强螺栓（5）预埋了应变片，应变片引出导线连接动态应变仪，用于测量高强螺栓（5）对结合面形成的法向预紧力；上试件（4）和下试件（3）通两个螺杆（2）分别与材料试验机（1）连接；材料试验机（1）通过自身夹头的纵向周期性移动为螺栓结合面施加纵向的周期动态载荷，夹头的移动量与结合面的位移变化量一致，直线位移传感器（6）搭载于材料试验机的夹头上，即可测量结合面的纵向位移变化量；力传感器（7）搭载于材料试验机（1），用于测量周期动态载荷；测量螺栓预紧力的动态应变仪、测量结合面直线位移变化量的直线位移传感器（6）及测量周期动态载荷信号的力传感器（7）将各自信号输出至数据采集系统，然后输送至计算机，其特征在于包括以下步骤： 

步骤1：测试螺栓结合面法向阻尼特性时，向螺栓（5）施加预紧力，通过设定材料试验机（1）的加载周期次数、施加载荷波形、波形开始相位角、加载周期频率以及最大亦不大于预紧力的周期动态载荷，对下试件（3）、上试件（4）施加竖直纵向的周期动态载荷，即对单螺栓结合面施加了法向周期动态载荷；测试螺栓结合面切向阻尼特性时，测定下试件（3）和上试件（4）之间的静摩擦系数，向螺栓（5）施加预紧力，通过设定材料试验机（1）的加载周期次数、施加载荷波形、波形开始相位角、加载周期频率以及最大亦不大于螺栓预紧力×静摩擦系数的周期动态载荷，对下试件（3）、上试件（4）施加纵向的周期动态载荷，即对结合面施加了切向周期动态载荷； 

步骤2：在施加周期动态载荷的过程中，直线位移传感器（6）、力传感器（7）分别将螺栓结合面位移变化信号、周期动态载荷信号传输至数据采集系统，然后输出送至计算机，当材料试验机（1）的加载次数达到所设定的加载次数时会自动停止； 

步骤3：所得到的每一周期的螺栓结合面直线位移数据和动态载荷数据为一一对应，选取加载过程的稳定阶段中同一周期的螺栓结合面直线位移数据和动态载荷数据； 

步骤4：以选取的一个周期的结合面直线位移数据为X轴，同一周期的动态载荷数据为Y轴，绘制“载荷-位移”曲线，此曲线即为迟滞回线，迟滞回线用于表征螺栓结合面接触阻尼特性。 

2.根据权利要求1所述的一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法，其特征在于：材料试验机（1）施加的周期动态载荷方向为竖直纵向，直线位移传感器（6）和力传感器（7）各 自的测量方向与此周期动态载荷方向均一致。 

3.根据权利要求1所述的一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法，其特征在于：所述的结合面分为法向结合面和切向结合面，所述的法向结合面为上试件（4）和下试件（3）相互贴合形成的结合面与材料试验机（1）施加的竖直纵向的周期动态载荷方向相互垂直；所述的切向结合面为上试件（4）和下试件（3）相互贴合形成的结合面与材料试验机（1）施加的竖直纵向的周期动态载荷方向重合。 

4.根据权利要求1所述的一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法，其特征在于：上试件（4）和下试件（3）通过螺纹孔与螺杆（2）连接，材料试验机（1）通过夹紧螺杆（2）固定上试件（4）和下试件（3）。 

5.根据权利要求1所述的一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法，其特征在于：材料试验机（1）施加的波形为方波、或正弦波、或三角波的周期动态载荷。 

6.根据权利要求1所述的一种测试螺栓结合面接触阻尼特性的方法，其特征在于：上试件（4）和下试件（3）外形相同，各自材料、表面粗糙度不限。