1. Breve
La filettatura interna utilizzata dalle onde longitudinali e selezionata per essere utilizzata è fissata dabulloni ordinarie bulloni autobloccanti, calibrati con diverse strategie di serraggio, e viene analizzata la differenza tra bulloni di ancoraggio e curve caratteristiche di ancoraggio di calibrazione autobloccante. Risultato: il metodo di calibrazione bullone e bullone otterrà diverse caratteristiche di calibrazione, la scala temporale di bloccaggio della catena fa sì che l'autocalibrazione autocalibrante e la scala temporale di autocalibrazione dell'autocalibrazione conducano a target diversi. A causa della normale curva di movimento, le diverse caratteristiche ottenute si sposteranno verso destra.
2. Filosofia del test
Attualmente, il metodo ad ultrasuoni è ampiamente utilizzato inprova di forza assiale del bullonedel punto di fissaggio del sottosistema dell'automobile, ovvero la curva caratteristica del rapporto (curva di calibrazione del bullone) tra la forza assiale del bullone e la differenza temporale del suono ultrasonico viene ottenuta in anticipo e viene eseguito il successivo test del sottosistema della parte reale. La forza assiale del bullone nella connessione di serraggio può essere ottenuta misurando ad ultrasuoni la differenza temporale del suono del bullone e facendo riferimento alla curva di calibrazione. Pertanto, ottenere la curva di calibrazione corretta è particolarmente importante per la precisione dei risultati di misurazione della forza assiale del bullone nel sottosistema della parte reale. Attualmente, i metodi di test ad ultrasuoni comprendono principalmente il metodo dell'onda singola (ovvero il metodo dell'onda longitudinale) e il metodo dell'onda longitudinale trasversale.
Nel processo di calibrazione dei bulloni, ci sono molti fattori che influenzano i risultati della calibrazione, come la lunghezza di bloccaggio, la temperatura, la velocità della macchina di serraggio, l'utensileria del dispositivo, ecc. Al momento, il metodo di calibrazione dei bulloni più comunemente utilizzato è il metodo di serraggio a rotazione. I bulloni vengono calibrati sul banco prova bulloni, che richiede la produzione di dispositivi di supporto per il sensore di forza assiale, che sono la piastra di pressione e il dispositivo per il foro filettato interno. La funzione del dispositivo con foro filettato interno è quella di sostituire i normali dadi. Il design antiallentamento viene solitamente utilizzato nei punti di connessione di fissaggio con elevato fattore di sicurezza del telaio dell'automobile per garantire l'affidabilità del fissaggio. Una delle misure antiallentamento attualmente adottate è il dado autobloccante, ovvero l'efficace dado con bloccaggio di coppia.
L'autore adotta il metodo dell'onda longitudinale e utilizza l'attrezzatura per filettatura interna autocostruita per selezionare il dado ordinario e il dado autobloccante per calibrare il bullone. Attraverso diverse strategie di serraggio e metodi di calibrazione, viene studiata la differenza tra il dado ordinario e il dado autobloccante per calibrare la curva del bullone. Le prove di forza assiale sugli elementi di fissaggio dei sottosistemi automobilistici forniscono alcune raccomandazioni.
Il test della forza assiale dei bulloni mediante tecnologia ad ultrasuoni è un metodo di prova indiretto. Secondo il principio della sonoelasticità, la velocità di propagazione del suono nei solidi è correlata allo stress, quindi le onde ultrasoniche possono essere utilizzate per ottenere la forza assiale dei bulloni [5-8]. Il bullone si allungherà durante il processo di serraggio e allo stesso tempo genererà una sollecitazione di trazione assiale. L'impulso ultrasonico verrà trasmesso dalla testa del bullone alla coda. A causa dell'improvviso cambiamento nella densità del mezzo, ritornerà lungo il percorso originale e la superficie del bullone riceverà il segnale attraverso la ceramica piezoelettrica. differenza di tempo Δt. Il diagramma schematico del test ad ultrasuoni è mostrato nella Figura 1. La differenza di tempo è proporzionale all'allungamento.
Il test della forza assiale dei bulloni mediante tecnologia ad ultrasuoni è un metodo di prova indiretto. Secondo il principio della sonoelasticità, la velocità di propagazione del suono nei solidi è correlata allo stress, quindi le onde ultrasoniche possono essere utilizzate per ottenerela forza assiale dei bulloni. Il bullone si allungherà durante il processo di serraggio e allo stesso tempo genererà una sollecitazione di trazione assiale. L'impulso ultrasonico verrà trasmesso dalla testa del bullone alla coda. A causa dell'improvviso cambiamento nella densità del mezzo, ritornerà lungo il percorso originale e la superficie del bullone riceverà il segnale attraverso la ceramica piezoelettrica. differenza di tempo Δt. Il diagramma schematico del test ad ultrasuoni è mostrato nella Figura 1. La differenza di tempo è proporzionale all'allungamento.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm e quindi le specifiche dei bulloni, utilizzare bulloni ordinari per fissare 5 di tali bulloni, utilizzare prima il test di autoancoraggio con diverse forme di pasta saldante di calibrazione, è una piastra a spirale artificiale per l'adattamento della flangia del bullone e premere durante la scansione dell'onda iniziale (ovvero, registrare l'originale L0), quindi avvitarlo a 100 N m+30° con uno strumento (chiamato metodo di tipo I), mentre l'altro serve per scansionare l'onda iniziale e avvitarlo alla dimensione target con una pistola di serraggio (chiamato metodo di tipo I). Per il secondo tipo di metodo), ci sarà un certo tipo in questo processo (come mostrato nella Figura 4) 5 è il bullone ordinario e il metodo autobloccante La curva dopo la calibrazione secondo il metodo di tipo I La Figura 6 è il metodo autobloccante tipo di bloccaggio. La Figura 6 è una classe autobloccante. Curve di Classe I e Classe II. Il metodo di utilizzo può essere, utilizzare la curva personalizzata della comune classe di ancoraggio dell'ancora, esattamente la stessa (tutti passano attraverso l'origine con la stessa velocità di segmento e numero di punti); bloccare il tipo di indice del tipo di punto di ancoraggio (tipo I e segno di ancoraggio, pendenza della differenza di intervallo e numero di punti); ottenere somiglianze)
L'esperimento 3 consiste nell'impostare la coordinata Y3 di Graph Setup nel software dello strumento di acquisizione dati come coordinata della temperatura (utilizzando un sensore di temperatura esterno), impostare la distanza di inattività del bullone su 60 mm per la calibrazione e registrare la coppia/forza assiale/ temperatura e la curva dell'angolo. Come mostrato nella Figura 8, si può vedere che con il continuo avvitamento del bullone, la temperatura aumenta continuamente e l'aumento della temperatura può essere considerato lineare. I quattro campioni di bulloni sono stati selezionati per la calibrazione con dadi autobloccanti. La Figura 9 mostra le curve di calibrazione dei quattro bulloni. Si può vedere che le quattro curve sono tutte traslate verso destra, ma il grado di traslazione è diverso. La tabella 2 registra la distanza di spostamento verso destra della curva di calibrazione e l'aumento della temperatura durante il processo di serraggio. Si può vedere che il grado di spostamento verso destra della curva di calibrazione è sostanzialmente proporzionale all'aumento della temperatura.
3. Conclusione e discussione
Il bullone è soggetto all'azione combinata di sollecitazione assiale e di sollecitazione torsionale durante il serraggio e la forza risultante delle due alla fine provoca lo snervamento del bullone. Nella calibrazione del bullone, solo la forza assiale del bullone si riflette sulla curva di calibrazione per fornire la forza di serraggio del sottosistema di fissaggio. Dai risultati del test in Figura 5 si può vedere che, sebbene si tratti di un dado autobloccante, se la lunghezza iniziale viene registrata dopo che il bullone è stato ruotato manualmente fino al punto in cui sta per adattarsi alla superficie di appoggio della pressione piastra, i risultati della curva di calibrazione sono completamente coincidenti con quelli del dado comune. Ciò dimostra che in questo stato l'influenza della coppia autobloccante del dado autobloccante è trascurabile.
Se il bullone viene serrato direttamente nel dado autobloccante con una pistola elettrica, la curva si sposterà complessivamente a destra, come mostrato nella Figura 6. Ciò dimostra che la coppia autobloccante influisce sulla differenza di tempo acustico nella calibrazione curva. Osservare il segmento iniziale della curva spostato a destra, che indica che la forza assiale non viene ancora generata a condizione che il bullone abbia un certo allungamento, o che la forza assiale sia molto piccola, il che equivale a che il bullone abbia non è stato premuto contro il sensore di forza assiale. Allungamento, ovviamente l'allungamento del bullone in questo momento è un falso allungamento, non un vero allungamento. Il motivo del falso allungamento è che il calore generato dalla coppia autobloccante durante il processo di serraggio ad aria influenza la propagazione delle onde ultrasoniche, che si riflettono sulla curva. Mostra che il bullone è stato allungato, indicando che la temperatura ha un effetto sull'onda ultrasonica. Nella Figura 6, anche il dado autobloccante viene utilizzato per la calibrazione, ma il motivo per cui la curva di calibrazione non si sposta verso destra è che, sebbene vi sia attrito quando si avvita il dado autobloccante, viene generato calore, ma il calore è stata inclusa nella registrazione della lunghezza iniziale del bullone. È stato cancellato e il tempo di calibrazione del bullone è molto breve (solitamente inferiore a 5 s), quindi l'effetto della temperatura non appare sulla curva caratteristica di calibrazione.
Dall'analisi di cui sopra si può vedere che l'attrito della filettatura nell'avvitamento dell'aria provoca un aumento della temperatura del bullone, il che riduce la velocità dell'onda ultrasonica, che si manifesta come uno spostamento parallelo della curva di calibrazione verso destra. Coppia, entrambi proporzionali al calore generato dall'attrito della filettatura, come mostrato nella Figura 10. Nella Tabella 2 vengono conteggiati l'entità dello spostamento a destra della curva di calibrazione e l'aumento della temperatura del bullone durante l'intero processo di serraggio. Si può vedere che l'entità dello spostamento a destra della curva di calibrazione è coerente con il grado di aumento della temperatura e ha una relazione proporzionale lineare. Il rapporto è di circa 10,1. Supponendo che la temperatura aumenti di 10°C, la differenza di tempo acustico aumenta di 101 ns, corrispondente alla forza assiale di 24,4 kN sulla curva di calibrazione del bullone M12. Da un punto di vista fisico, è spiegato che l'aumento della temperatura causerà una modifica della proprietà di risonanza del materiale del bullone, in modo che la velocità dell'onda ultrasonica attraverso il mezzo del bullone cambi e quindi influenzi il tempo di propagazione degli ultrasuoni.
4. Suggerimento
Quando si utilizza un dado normale edado autobloccanteper calibrare la curva caratteristica del bullone si otterranno diverse curve caratteristiche di calibrazione dovute a metodi diversi. La coppia di serraggio del dado autobloccante aumenta la temperatura del bullone, che aumenta la differenza di tempo ultrasonico e la curva caratteristica di calibrazione ottenuta si sposterà verso destra in parallelo.
Durante il test di laboratorio, l'influenza della temperatura sull'onda ultrasonica dovrebbe essere eliminata il più possibile, oppure dovrebbe essere adottato lo stesso metodo di calibrazione nelle due fasi di calibrazione del bullone e prova di forza assiale.
Orario di pubblicazione: 19 ottobre 2022