[發明專利]一種磁力激勵螺栓接頭振動失效實驗裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202110382125.5
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112903228A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉文光;高銘陽;吳興意;馮逸亭;陳紅霞;宮明光;楊洋
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01D21/02
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明公開了一種磁力激勵螺栓接頭振動失效實驗裝置及測試方法，其中實驗裝置包括支撐底座、激振裝置、測試裝置以及采集分析裝置；激振裝置可由驅動電機驅動動磁體運轉并產生周期性磁力作用于被測螺栓上以使螺栓接頭產生振動失效；測試裝置上的位移、加速度、應變傳感器可分別獲得螺栓接頭的位移、加速度、應變三種響應信號；采集分析裝置可通過分析所獲得的響應信號研究螺栓接頭的螺紋松動、被連接件滑移與振動疲勞等多種失效情況。本發明通過合理的設計有效地模擬了工程中的各種振動激勵，通過準確地控制各種變量增加了實驗的多樣性及比較了不同連接方式的振動失效實驗效果，對螺栓接頭振動失效動力學可靠性等方面的研究具有重要價值。

技術領域

本發明屬于機械振動與裝備測試技術領域，具體涉及一種磁力激勵螺栓接頭振動失效實驗裝置及測試方法。

背景技術

螺栓連接結構因其結構簡單、便于拆裝和成本低廉等優點廣泛應用于各類機械裝備和連接領域中。隨著現代機械設備朝著高速、高溫及高壓方向的發展，絕大多數機械裝置的螺栓接頭不可避免的要承受振動載荷，甚至會引起螺栓連接結構發生螺栓松動、被連接件滑移和振動疲勞等多種振動失效，從而導致螺栓接頭的可靠性受到嚴重挑戰。

單搭接和雙搭接是螺栓連接的兩種重要裝配形式，其所受力均為剪切力，致使在振動載荷的作用下，螺栓個數與布局、螺栓與孔的間隙以及預緊力等都會對螺栓接頭的可靠性造成很大影響。

目前，研究者圍繞螺栓接頭振動失效展開了廣泛研究。在失效形式的研究上，大多數研究方案僅集中于單一的失效形式，而在實際應用中，由于機械設備處于復雜多變的工作環境中，大部分的螺栓接頭的失效都是多種失效形式相互耦合的結果，而并非其中一種失效形式造成；在激勵方式的選擇上，對于螺栓接頭振動失效可靠性測試的激勵方式幾乎都是接觸加載形式，這種接觸加載方式不僅會使振動激勵裝置與被測對象直接接觸，而且會改變被測對象的物理屬性以及受力方式，導致無法控制邊界條件的準確性；在裝配形式的研究上，現有實驗裝置只能研究某一種裝配形式，而當裝配形式改變后，螺栓接頭的受力環境會隨之改變，因此不能進行螺栓連接結構不同裝配形式的對比實驗。

因此，發明一種磁力激勵螺栓接頭振動失效實驗裝置及測試方法，利用非接觸式磁力作為施加振動載荷的激勵力，同時測試單、雙搭接兩種不同裝配形式的螺栓連接結構的多種振動失效，對于推動螺栓接頭振動可靠性動力學研究進展具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以同時測試單、雙搭接螺栓接頭在非接觸式磁力激勵作用下的多種振動失效實驗裝置及測試方法，以便于研究螺栓接頭在不同環境下的振動失效問題。