1. Kortfattat
Den inre gängan som används av longitudinella vågor och som valts att användas fixeras avvanliga bultaroch självlåsande bultar, kalibrerade med olika åtdragningsstrategier, och skillnaden mellan förankringsbultar och självlåsande kalibreringsförankringskarakteristikkurvor analyseras. Resultat: Bult- och bultkalibreringsmetoden kommer att erhålla olika kalibreringsfunktioner, kedjans låstidsskala gör att självkalibreringen och självkalibreringstidsskalan för självkalibreringen leder till olika mål. På grund av den normala rörelsekurvan kommer de erhållna olika karakteristiska egenskaperna att röra sig åt höger.
2. Testfilosofi
För närvarande används ultraljudsmetoden i stor utsträckning inomaxialkraftstest för bultför fästpunkten i bilens delsystem, det vill säga förhållandets karaktäristiska kurva (bultkalibreringskurva) mellan bultens axiella kraft och ultraljudsljudtidsskillnaden erhålls i förväg, och ett efterföljande test av det faktiska delsystemet utförs. Bultens axiella kraft i åtdragningsförbindningen kan erhållas genom ultraljudsmätning av bultens ljudtidsskillnad och hänvisning till kalibreringskurvan. Därför är det särskilt viktigt att erhålla rätt kalibreringskurva för noggrannheten i mätresultaten av bultens axiella kraft i det faktiska delsystemet. För närvarande inkluderar ultraljudstestmetoderna huvudsakligen envågsmetoden (dvs. longitudinell vågmetod) och tvärgående longitudinell vågmetod.
Vid kalibrering av bultarna finns det många faktorer som påverkar kalibreringsresultaten, såsom fastspänningslängd, temperatur, åtdragningsmaskinens hastighet, fixturens verktyg etc. För närvarande är den vanligaste metoden för bultkalibrering rotationsåtdragning. Bultarna kalibreras på bulttestbänken, vilket kräver produktion av stödfixturer för axialkraftsensorn, vilka är tryckplattan och fixturen för invändigt gängat hål. Funktionen hos fixturen för invändigt gängat hål är att ersätta vanliga muttrar. En löslåsande design används vanligtvis i fästpunkter med hög säkerhetsfaktor på bilchassin för att säkerställa tillförlitligheten i dess fastsättning. En av de löslåsande åtgärder som för närvarande används är den självlåsande muttern, det vill säga den effektiva vridmomentlåsande muttern.
Författaren använder den longitudinella vågmetoden och en egentillverkad invändig gängfixtur för att välja den vanliga muttern och den självlåsande muttern för att kalibrera bulten. Genom olika åtdragningsstrategier och kalibreringsmetoder studeras skillnaden mellan den vanliga muttern och den självlåsande muttern för att kalibrera bultens kurva. Axialkraftprovning av fästelement i fordonsdelsystem ger några rekommendationer.
Att testa bultars axiella kraft med ultraljudsteknik är en indirekt testmetod. Enligt sonoelasticitetsprincipen är ljudets utbredningshastighet i fasta ämnen relaterad till spänningen, så ultraljudsvågor kan användas för att erhålla bultars axiella kraft [5-8]. Bulten kommer att sträcka sig under åtdragningsprocessen och samtidigt generera axiell dragspänning. Ultraljudspulsen kommer att överföras från bultens huvud till svansen. På grund av den plötsliga förändringen i mediets densitet kommer den att återgå längs den ursprungliga vägen, och bultens yta kommer att ta emot signalen genom den piezoelektriska keramiken. Tidsskillnaden Δt. Det schematiska diagrammet för ultraljudstestning visas i figur 1. Tidsskillnaden är proportionell mot förlängningen.
Testning av bultars axiella kraft med ultraljudsteknik är en indirekt testmetod. Enligt sonoelasticitetsprincipen är ljudets utbredningshastighet i fasta ämnen relaterad till spänningen, så ultraljudsvågor kan användas för att erhållabultarnas axiella kraftBulten kommer att sträcka sig under åtdragningsprocessen och samtidigt generera axiell dragspänning. Ultraljudspulsen kommer att överföras från bultens huvud till svansen. På grund av den plötsliga förändringen i mediets densitet kommer den att återgå längs den ursprungliga vägen, och bultens yta kommer att ta emot signalen genom den piezoelektriska keramiken. Tidsskillnaden Δt. Det schematiska diagrammet för ultraljudsprovning visas i figur 1. Tidsskillnaden är proportionell mot förlängningen.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm och sedan specifikationen av bultarna, använd vanliga bultar för att fixera 5 sådana bultar, använd först självförankringstestet med olika former av kalibreringslödpasta. Det är en artificiell spiralplatta för att bultflänspassa och trycka vid skanning av den initiala vågen (det vill säga registrera original L0), och skruva sedan fast den till 100 N m + 30° med ett verktyg (kallas typ I-metod), och det andra är att skanna den initiala vågen och skruva fast den till målstorleken med en åtdragningspistol (kallas typ I-metod). För den andra typmetoden kommer det att finnas en viss typ i denna process (som visas i figur 4) 5 är den vanliga bulten och den självlåsande metoden. Kurvan efter kalibrering enligt typ I-metoden, figur 6 är den självlåsande typen. Figur 6 är en självlåsande klass. Klass I- och klass II-kurvor. Användningsmetoden kan vara att använda den anpassade kurvan för den vanliga ankarklassen, exakt densamma (alla passerar genom origo med samma segmenthastighet och antal punkter); lås indextypen för ankarpunktstypen (typ I och ankarmärke, lutningen på intervallskillnaden och antalet punkter); hämta likheter)
Experiment 3 går ut på att ställa in Y3-koordinaten för Graph Setup i datainsamlingsinstrumentets programvara som temperaturkoordinat (med hjälp av en extern temperatursensor), ställa in bultens tomgångssträcka till 60 mm för kalibrering och registrera vridmoment/axiell kraft/temperatur och vinkelkurvan. Som visas i figur 8 kan man se att temperaturen stiger kontinuerligt med kontinuerlig skruvning av bulten, och temperaturökningen kan betraktas som linjär. De fyra bultproverna valdes ut för kalibrering med självlåsande muttrar. Figur 9 visar kalibreringskurvorna för de fyra bultarna. Det kan ses att de fyra kurvorna alla är förskjutna åt höger, men graden av förskjutning är olika. Tabell 2 registrerar avståndet som kalibreringskurvan förskjuts åt höger och temperaturökningen under åtdragningsprocessen. Det kan ses att graden av kalibreringskurvans förskjutning åt höger i princip är proportionell mot temperaturökningen.
3. Slutsats och diskussion
Bulten utsätts för den kombinerade verkan av axiell spänning och vridspänning under åtdragning, och den resulterande kraften från de två får så småningom bulten att ge efter. Vid kalibreringen av bulten reflekteras endast bultens axiella kraft på kalibreringskurvan för att ge fastspänningssystemets klämkraft. Det framgår av testresultaten i figur 5 att, även om det är en självlåsande mutter, om den initiala längden registreras efter att bulten har roterats manuellt till den punkt där den är på väg att passa tryckplattans lageryta, överensstämmer kalibreringskurvans resultat helt med resultaten för en vanlig mutter. Detta visar att i detta tillstånd är inverkan av den självlåsande mutterns självlåsande vridmoment försumbar.
Om bulten dras åt direkt i den självlåsande muttern med en elektrisk pistol, kommer kurvan att förskjutas åt höger som helhet, som visas i figur 6. Detta visar att det självlåsande vridmomentet påverkar den akustiska tidsskillnaden i kalibreringskurvan. Observera att det första segmentet av kurvan är förskjutet åt höger, vilket indikerar att axialkraften fortfarande inte genereras under förutsättning att bulten har en viss förlängning, eller att axialkraften är mycket liten, vilket motsvarar att bulten inte har pressats mot axialkraftsensorn. Vid sträckning är bultens förlängning vid denna tidpunkt uppenbarligen falsk förlängning, inte verklig förlängning. Anledningen till falsk förlängning är att värmen som genereras av det självlåsande vridmomentet under luftåtdragningsprocessen påverkar ultraljudsvågornas utbredning, vilket reflekteras på kurvan. Det visar att bulten har förlängts, vilket indikerar att temperaturen påverkar ultraljudsvågen. För figur 6 används även den självlåsande muttern för kalibrering, men anledningen till att kalibreringskurvan inte förskjuts åt höger är att även om det finns friktion när den självlåsande muttern skruvas in, genereras värme, men värmen har inkluderats i registreringen av bultens initiala längd. Den har rensats och bultens kalibreringstid är mycket kort (vanligtvis mindre än 5 sekunder), så temperaturens effekt syns inte på kalibreringskurvan.
Av analysen ovan framgår att gängfriktionen vid luftskruvning får bultens temperatur att stiga, vilket minskar ultraljudsvågens hastighet, vilket manifesteras som en parallell förskjutning av kalibreringskurvan åt höger. Vridmomentet är båda proportionellt mot den värme som genereras av gängfriktionen, såsom visas i figur 10. I tabell 2 räknas storleken på kalibreringskurvans högerförskjutning och bultens temperaturökning under hela åtdragningsprocessen. Det framgår att storleken på kalibreringskurvans högerförskjutning överensstämmer med graden av temperaturökning och har ett linjärt proportionellt förhållande. Förhållandet är cirka 10,1. Om man antar att temperaturen ökar med 10 °C ökar den akustiska tidsskillnaden med 101 ns, vilket motsvarar den axiella kraften på 24,4 kN på M12-bultens kalibreringskurva. Ur en fysikalisk synvinkel förklaras det att temperaturökningen kommer att orsaka att bultens resonansegenskaper förändras, så att ultraljudsvågens hastighet genom bultens medium förändras och sedan påverkar ultraljudets utbredningstid.
4. Förslag
När man använder vanliga muttrar ochsjälvlåsande mutterFör att kalibrera bultens karakteristikkurva kommer olika kalibreringskurvor att erhållas på grund av olika metoder. Åtdragningsmomentet för den självlåsande muttern ökar bultens temperatur, vilket ökar ultraljudstidsskillnaden, och den erhållna kalibreringskurvan kommer att förskjutas parallellt åt höger.
Under laboratorietestet bör temperaturens inverkan på ultraljudsvågen elimineras så mycket som möjligt, eller så bör samma kalibreringsmetod användas i de två stegen av bultkalibrering och axialkraftprovning.
Publiceringstid: 19 oktober 2022
