[发明专利]一种在役螺栓轴力的检测方法、检测系统及检测装置

权利要求书

1.一种在役螺栓轴力的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

获取螺栓试样的螺栓直径、螺纹直径、受力前的声速、螺母轴向长度、螺杆长度、螺栓受力区长度、所述螺栓试样在不同载荷下的实测轴力、分别与所述实测轴力对应的超声波渡越时间、超声波渡越时间-轴力模型，其中，所述螺栓试样与所述待测在役螺栓为同一规格，所述超声波渡越时间-轴力模型为：

其中，t表示超声波渡越时间，L_d表示螺母受力区的长度，v表示受力前的声速，k表示材料常数，β表示螺母受力区内轴正应力因子，x表示积分变量，L₁表示螺母轴向长度，L₂表示螺杆长度，L_a表示螺栓受力区长度，P表示轴力，D表示螺栓直径，d表示螺纹直径；

根据所述螺栓直径、所述螺纹直径、所述受力前的声速、所述螺母轴向长度、所述螺杆长度、各个所述实测轴力、与所述实测轴力对应的超声波渡越时间和所述超声波渡越时间-轴力模型确定在役螺栓轴力的软测量表达式；具体包括：

将所述螺栓直径、所述螺纹直径、所述受力前的声速、所述螺母轴向长度、所述螺杆长度、各个所述实测轴力、与所述实测轴力对应的超声波渡越时间代入所述超声波渡越时间-轴力模型，获得各个待求解方程；

联立各个所述待求解方程获得待求解方程组；

求解所述待求解方程组获得材料常数、螺母受力区的长度和螺母受力区内轴正应力因子；

将所述材料常数、所述螺母受力区的长度和所述螺母受力区内轴正应力因子代入所述超声波渡越时间-轴力模型，获得在役螺栓轴力的软测量表达式；

采用所述软测量表达式计算所述待测在役螺栓的轴力。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述螺栓试样的数量大于或者等于3。

3.一种在役螺栓轴力的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：

输入量获取模块，用于获取螺栓试样的螺栓直径、螺纹直径、受力前的声速、螺母轴向长度、螺杆长度、螺栓受力区长度、所述螺栓试样在不同载荷下的实测轴力、分别与所述实测轴力对应的超声波渡越时间、超声波渡越时间-轴力模型，其中，所述螺栓试样与所述待测在役螺栓为同一规格，所述超声波渡越时间-轴力模型为：

其中，t表示超声波渡越时间，L_d表示螺母受力区的长度，v表示受力前的声速，k表示材料常数，β表示螺母受力区内轴正应力因子，x表示积分变量，L₁表示螺母轴向长度，L₂表示螺杆长度，L_a表示螺栓受力区长度，P表示轴力，D表示螺栓直径，d表示螺纹直径；

软测量表达式确定模块，用于根据所述螺栓直径、所述螺纹直径、所述受力前的声速、所述螺母轴向长度、所述螺杆长度、各个所述实测轴力、与所述实测轴力对应的超声波渡越时间和所述超声波渡越时间-轴力模型确定在役螺栓轴力的软测量表达式；所述软测量表达式确定模块具体包括：

待求解方程确定单元，用于将所述螺栓直径、所述螺纹直径、所述受力前的声速、所述螺母轴向长度、所述螺杆长度、各个所述实测轴力、与所述实测轴力对应的超声波渡越时间代入所述超声波渡越时间-轴力模型，获得各个待求解方程；

方程组联立单元，用于联立各个所述待求解方程获得待求解方程组；

待测系数求解单元，用于求解所述待求解方程组获得材料常数、螺母受力区的长度和螺母受力区内轴正应力因子；

软测量表达式确定单元，用于将所述材料常数、所述螺母受力区的长度和所述螺母受力区内轴正应力因子代入所述超声波渡越时间-轴力模型，获得在役螺栓轴力的软测量表达式；

轴力计算模块，用于采用所述软测量表达式计算所述待测在役螺栓的轴力。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述螺栓试样的数量大于或者等于3。