[发明专利]一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法与装置

权利要求书

1.一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、用酒精擦拭垫块的通孔孔壁上沿周向均布的n个轴向槽的侧壁以及槽底，4≤n≤8；在每个轴向槽内粘贴一片应变片；垫块的通孔外沿开设有环形槽；等效螺母由振动试验夹具的基板顶部嵌入基板；振动试验夹具固定在振动台的振动台台面上；垫块设置在基板底部；将被测中心销螺栓穿过垫块的通孔，并与等效螺母紧固连接；通过振动台自带的振动台控制系统调整激励信号来设置振动试验量级K＝k0；

步骤二、利用扭矩扳手给被测中心销螺栓施加预紧力，在被测中心销螺栓和垫块上各画一条竖直线，两条竖直线对齐；然后，启动振动台，加速度传感器检测振动台台面的振动加速度，并反馈给振动台控制系统；数据采集系统获取应变片检测到的垫块轴向应变数据，并传给计算机；计算机对垫块轴向应变数据进行处理得到被测中心销螺栓的退化方程，并计算退化方程在垫块轴向应变数据的各采集时刻对应的被测中心销螺栓退化率，然后求解这些退化率的最大值并存储；

步骤三、如果被测中心销螺栓的退化率最大值小于20％，则以步长为h增大振动试验量级K的值，回到步骤二，否则振动台控制系统记录振动试验量级的当前值k1，取下已经退化的被测中心销螺栓，计算机根据各振动试验量级K以及K对应的退化方程求得加速方程。

2.根据权利要求1所述的一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法，其特征在于：步骤三中取下已经退化的被测中心销螺栓后，进入步骤四；

步骤四、另取一个被测中心销螺栓，在被测中心销螺栓的圆柱面上由尾部端面位置开始涂上长度为L的厌氧胶，L为公称直径的1.2～1.5倍，重复步骤一和步骤二；

步骤五、以步长为h依次增大振动试验量级K的值，直到振动试验量级K的值达到k1，每增大一次振动试验量级K的值就重复一次步骤二；然后，对比涂厌氧胶与未涂厌氧胶的被测中心销螺栓在各相同振动试验量级K下的最大退化率，从而确定涂厌氧胶对被测中心销螺栓退化程度的影响情况。

3.根据权利要求1所述的一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法，其特征在于：步骤二中启动振动台后，观察两条竖直线是否发生错位，直观判断被测中心销螺栓是否发生松动。

4.根据权利要求1所述的一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法，其特征在于：根据被测中心销螺栓的退化方程得出被测中心销螺栓的寿命。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法，其特征在于：计算机对垫块轴向应变数据进行处理得到被测中心销螺栓的退化方程，具体如下：

记各应变片的初始应变均为x₀，数据采集系统每隔一小时获取一次各应变片的应变数据，各应变片的应变数据分别记为x_i,i＝1,2,…,n；每次获取各应变片的应变数据后，利用式(1)和(2)计算所有应变片应变的平均变化率δ，在坐标轴中绘制δ随时间t变化的离散图；

式(1)中，δ_i为当前采集时刻第i片应变片测得的应变数据变化率；x_i为当前采集时刻第i片应变片的应变；

对离散图中的离散点进行拟合，得到被测中心销螺栓的退化方程：

式(3)中，为时刻t对应的退化率，a为退化方程斜率，b为退化方程系数，β为退化经验常数。

6.根据权利要求5所述的一种地铁中心销螺栓振动加速试验方法，其特征在于：β通过逼近准则计算得到，a和b通过最小二乘法计算得到。