[发明专利]一种螺栓应力检测方法

权利要求书

1.一种螺栓应力检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1：建立超声时差与螺栓应力的关系模型；

步骤S2：通过在螺栓一个端面粘贴压电晶片并在螺栓另一个端面放置超声发射探头测得超声时差-螺栓应力的关系曲线，并求解关系模型中的未知参数，得到确定关系模型；

步骤S3：利用确定关系模型进行螺栓应力检测。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，所述的关系模型为：

其中，σ为螺栓应力，ΔS为超声时差，C₀为无应力时超声声速，E为螺栓弹性模量，r'为螺栓等效受力长度，K为螺栓材料系数，K为所述的未知参数。

3.根据权利要求2所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，所述螺栓等效受力长度r'为：

r'＝螺母与螺栓头之间的距离+螺杆直径。

4.根据权利要求1所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，所述测得关系曲线的过程包括：

步骤S21：在螺栓一个端面粘贴作为超声接受器的压电晶片；

步骤S22：在螺栓另一个端面放置超声发射探头，并通过夹具固定超声发射探头；

步骤S23：压电晶片与处理器连接，超声发射探头通过功率放大器与波形发生器连接；

步骤S24：测得无拉伸力时的初始超声接收时长；

步骤S25：拉伸试验机拉伸螺栓，记录拉伸力的大小和不同拉伸力对应的超声接收时长；

步骤S26：根据拉伸力的大小、不同拉伸力对应的超声接收时长和初始超声接收时长，得到关系曲线。

5.根据权利要求4所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，所述得到确定关系模型的过程为：

步骤S27：将关系曲线进行直线拟合，得到拟合直线；

步骤S28：利用拟合直线得到螺栓材料系数，从而得到确定关系模型。

6.根据权利要求4所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，所述步骤S23中，处理器为示波器，压电晶片连接示波器的一个通道，波形发生器连接示波器的另一个通道。

7.根据权利要求1所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，利用应变片对所述的确定关系模型进行验证，所述应变片粘贴于螺杆，所述应变片连接应变仪。

8.根据权利要求1所述的一种螺栓应力检测方法，其特征在于，所述利用确定关系模型进行螺栓应力检测的过程包括：

步骤S31：测得无应力时的初始超声接收时长；

步骤S32：对螺栓施加预紧力，并记录对应的超声接收时长；

步骤S33：利用初始超声接收时长和预紧力对应的超声接收时长，得到检测超声时差；

步骤S34：利用检测超声时差和确定关系模型得到螺栓应力。