[实用新型]一种用于超声波预紧力检测的环槽铆钉

说明书

本实用新型公开了一种用于超声波预紧力检测的环槽铆钉。环槽铆钉由冒头、光杆、锁紧槽和短尾尾牙构成；环槽铆钉冒头顶面通过粘接固定超声波压电晶片，在位于光杆与锁紧槽交界处设置有反射体；本实用新型环槽铆钉能够实现预紧力的在役测量，针对同一规格的环槽铆钉，在环槽铆钉上设置超声波反射孔，同一直径和长度规格产品超声波检测受力段相同，排除了标定和检测时连接厚度不同带来的测量误差；将反射孔设置位于环槽铆钉光杆和锁紧槽交接处，消除了铆钉受套环挤压和安装时短尾受铆接工具拉伸发生塑性变形引起的测量误差，采用本实用新型环槽铆钉进行超声波预紧力检测可实现实时监测，提高测量精度。

技术领域

本实用新型涉及超声检测技术领域，特别是涉及一种用于超声波预紧力检测的环槽铆钉。

背景技术

环槽铆钉作为一种特种紧固件，在工业应用领域得到了广泛应用。预紧力是环槽铆钉的一个重要的性能指标，工业结构设计和试验中，为了保证连接设计的合理和可靠，需要在连接结构中精确的测量其预紧力的大小。现有检测技术最常用的方法是应变片测试法，即：通过在环槽铆钉杆部粘帖应变片测试应力，该方法其测量结果仅为铆钉表面的应力，无法检测铆钉本体内部应力，且容易受到外界因素的影响，测量误差和局限性较大。

超声波检测螺栓预紧力技术是近年来发展并在实际工作中得到应有较为广泛的方法，其原理利用超声波的声弹性原理，通过超声波在螺栓本体中有无应力状态下的渡越时间差来表征其预紧力的大小，超声波检测螺栓预紧力具有以下优势：(1)超声波检测不破坏被检测件样品，可以做到不降低螺栓的性能。(2)超声波检测技术可以实现一个通道多颗螺栓的预紧力检测和监控。(3)超声波穿透力好，可以满足一般的螺栓预紧力的检测需要。(4)超声波预紧力检测速度快，适合大批量同类型产品的检测。

中国专利申请CN108572040B《一种在役螺栓轴力的检测方法、检测系统及检测装置》公开了一种在役螺栓轴力的检测方法、检测系统及检测装置。检测方法包括：通过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、螺栓试样在不同载荷下的实测轴力、与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；根据螺栓直径、螺纹直径、受力前的声速、螺母轴向长度、螺杆长度、各实测轴力、超声波渡越时间和超声波渡越时间-轴力模型确定软测量表达式；采用软测量表达式计算待测在役螺栓的轴力。该申请采用的方法标定和测量过程复杂，针对具有套环附件结构的环槽铆钉测量精度不能满足需要，不能实用于更复杂的环槽铆钉测量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于超声波预紧力检测的环槽铆钉，本实用新型环槽铆钉及其检测方法可以用于超声波预紧力检测的环槽铆钉的在役检测，具有操作简单、测量精度高的优点。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型公开了一种用于超声波预紧力检测的环槽铆钉，其特征在于：环槽铆钉由冒头、光杆、锁紧槽和短尾尾牙构成；环槽铆钉冒头顶面通过粘接固定超声波压电晶片，在位于光杆与锁紧槽交界处设置有反射体。

所述反射体是一盲孔或通孔；形状为圆孔、椭圆孔、方孔及任意可反射超声波的结构，圆孔孔径≥1mm。

本实用新型上述环槽铆钉的超声波预紧力在役检测方法包括以下步骤：

(1)标定环槽铆钉与待测环槽铆钉具有相同规格、相同材料制成的结构；

(2)获取标定环槽铆钉的光杆直径、铆钉冒头厚度、铆钉冒头端面到反射孔距离、超声波渡越时间及初始状态的温度；

(3)环槽铆钉在相同温度下在压力传感器上进行铆接标定试验，获取铆接后预紧力，超声波渡越时间；建立铆钉预紧力-超声波渡越时间差的关系模型，通过曲线拟合确定标定系数；即：F＝AΔs，其中F为铆钉的预紧力，A为标定系数，Δs为铆接前后超声波在环槽铆钉中由冒头到反射体的渡越时间差；