[發明專利]一種法蘭緊固螺栓松動無損檢測方法及其系統

有效

• 申請號: 201710018375.4
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106768967B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 陳國達;陳洋;曹慧強;計時鳴;郗楓飛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種法蘭緊固螺栓松動無損檢測方法，包括如下步驟：

步驟1，標定，具體包括：

11.在標定試件的正面并沿著該標定試件的表面上下均勻排列八個加速度傳感器，標記每個傳感器的編號；

12.所述的試件用柔性繩懸掛于懸架上，避免與地面接觸，使試件處于自由下垂狀態；

13.力錘由錘頭、錘帽、錘把、以及力傳感器組成，在標定試件的正面或者背面采用力錘對標定試件一個或者多個位置錘擊標定試件；

14.各加速度傳感器拾取所述力錘對所述標定試件的一個位置或者多個位置所實施的錘擊動作而產生的敲擊信號，所述的加速度傳感器將力錘敲擊信號轉換為電信號，并將信號送入模態分析儀；

15.模態分析儀將所述的電信號經過放大、濾波以及對應的模態提取后送入計算機處理系統；

16.計算機系統及分析軟件建立測量點的模型，對所述的電信號分別處理形成對應的響應函數和響應穩態圖，根據響應穩態圖選擇相應的模態頻率進行對比分析論證；

步驟2.設置工況

將工況設置為七種：工況1是所有的24顆螺栓全部擰緊；工況2是按順時針順序1個螺栓預緊力降為零，其他23個擰緊；工況3是按順時針順序4個螺栓預緊力降為零，其他20個擰緊；工況4是按順時針順序8個螺栓預緊力降為零，其他16個擰緊；工況5按順時針順序12個螺栓預緊力降為零，其余12個擰緊；工況6是按順時針順序16個螺栓預緊力降為零，其余8個擰緊；工況7按順時針順序20個螺栓預緊力降為零，其余4個擰緊；

步驟3，模態實驗，具體包括

31.用所述的力錘敲擊試件，由全部加速度傳感器分別測量出工況1到工況7所有的模態信號，由全部加速度傳感器將模態信號傳輸到模態分析儀中，由所述的模態分析儀處理相應的信號，將處理過的模態信號送入所述的計算機系統及分析軟件中；

32.用所述的力錘在同一個位置多次敲擊試件，由某一個加速度傳感器分別測量出工況1到工況7所有的模態信號，由所述的某一個加速度傳感器將模態信號傳輸到模態分析儀中，由所述的模態分析儀處理相應的信號，將所述的模態信號送入所述的計算機系統及分析軟件中；

步驟4.數據分析，具體包括

41.由步驟31得到的各個工況下所有傳感器的模態信號在各個工況下的模態響應曲線，通過對比分析不同工況下所有測試點的模態響應曲線變化情況和試件固有模態，分析該試件結構是否已經產生松動；

42.由步驟32得到的各個工況下某一個傳感器的模態信號，得到該傳感器的模態信號在不同工況下的模態響應曲線，當松動螺栓的數量不斷增加時該傳感器的模態信號的模態響應曲線會出現變化，每種工況與工況1相比較時，在特定頻率附近處會出現突變，表明結構的特性發生了變化，由此可以推知松動已經發生；

43.單獨分析每種工況中未松動螺栓處和松動螺栓處加速度傳感器的響應情況，發現在螺栓出現松動時各個測試點不同的頻率響應，從而初步發現螺栓出現松動；

44.分析所述的不同工況下相同敲擊位置兩個測試點的模態響應曲線，從而反推出螺栓松動發生的部位。

2.使用權利要求1所述的一種法蘭緊固螺栓松動無損檢測方法的系統，其特征在于：試件(3)用柔性繩(2)懸掛，呈自由下垂狀態；試件的表面上下均勻排列若干個加速度傳感器(6)，加速度傳感器(6)通過數據傳輸線(7)連接模態分析儀(8)的輸入端，模態分析儀(8)的輸出端連接計算機處理系統(9)的輸入端；用于敲擊試件(3)的力錘(5)上設有力傳感器(4)，力傳感器(4)通過數據線連接模態分析儀(8)的輸入端。