基于声弹性原理环槽铆钉夹紧力超声波检测方法的研究

图1环槽铆钉夹紧超声波测量原理图测量原理为:根据声弹性原理,铆钉铆接后受预紧力的作用,其声速为:
—超声波在铆接前无预紧力时(σ=0式(1)中:C0——
声速;
在线测厚
Cσ———超声波在铆接后应力为σ时(σ>0)的声速;k———与材料有关的声弹性系数;σ———铆钉铆接后的应力。
铆接后,由于应力的作用反射体将被拉长,其中铆钉冒头到反射孔的长度变化:
—铆钉冒头到反射孔之间的距离;
式(2)中:L——
H———铆钉冒头厚度;
E———铆钉材料的弹性模量。
铆接后超声波在铆钉反射体中的渡越时间为:
铆接前超声波在铆钉反射体中的渡越时间为:烧结线
铆接前后超声波在反射体中的渡越时间差为:(5)
其中kσ<<1,精简后的表达式为:
(6)
其中:
式(7)中:P ———D ———铆钉光杆直径。其中
是与环槽铆钉单位夹紧力引
起的超声波相对变化量,由标定可得到,钉铆接前后的超声纵波传播时间得环槽铆钉的夹紧力。矿石运输车
(b )模型示意图
图2钉效应示意图
(a )现场试验照片
爆震弹1230
55808080808080808080808080808055
环槽铆钉编号
压力环测量值/kN
超声波检测值kN
相对误差%
1
23456
汽车轮胎模具278.5281.9279.7278.3.290.4288.3
265.4275.2272.1269.4285.3278.7
夹网布
4.72.32.73.21.83.3
表2实际构件中环槽铆钉夹紧力超声波检测结果
4结束语
通过对环槽铆钉超声波检测方法及原理的分析,然后用实验室验证和实际连接构件的钉效应试验进行了验证,结果表明:环槽铆钉夹紧力超声波检测方法可行,其测量相对误差不大于5%,采用反射体作为测量段避免了环槽铆钉安装中尾牙变形、套环挤压钉杆对夹紧
力测量的影响,提高了测量结果的稳定性,
利于工程实际应用。
参考文献:[1]施泽华,周海鸣.声弹性法及其应用[J].河海大学学报,1990,18(2):69-75.
[2]杜刚民,李东风,曹树林,
等.螺栓轴向应力超声测量技术[J].无损检测,2006,28(1):20-25.

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