[发明专利]一种螺栓横向载荷与轴向载荷试验夹具及其试验方法

权利要求书

1.一种螺栓横向载荷与轴向载荷试验夹具，包括上、下被夹杆件和传感器，其特征在于：上盘(2)上表面过圆心处设有同轴线的上夹杆(1)，下盘(4)下表面过圆心处设有同轴线的下夹杆(5)，过上盘(2)、下盘(4)圆心的径向延长线方向两侧的盘边缘均设有对中槽(6)，过上盘(2)、下盘(4)圆心与对中槽(6)方向十字交叉的径向延长线方向的两侧均设有同轴线的通孔(12)；上盘(2)的底面、下盘(4)的上面以通孔(12)的轴线为中心圆，向内、向外等距设有内圈滚珠槽(14)、外圈滚珠槽(13)，下盘(4)的内圈滚珠槽(14)、外圈滚珠槽(13)中分别设有通过内滚珠保持架(11)、外滚珠保持架(9)固定的滚珠(10)；设有中心通孔的压力传感器(7)位于上盘(2)的通孔(12)上部且与通孔(12)同轴线，两根螺栓试件(3)的下端分别穿过各自的螺栓垫片(8)、压力传感器(7)的中心通孔、上盘(2)、下盘(4)两侧的通孔(12)，并通过螺母(15)固定。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓横向载荷与轴向载荷试验夹具，其特征在于：所述上夹杆(1)和下夹杆(4)连接在试验机加载夹具上，然后通过拉伸施加轴向载荷，通过扭转施加横向剪切载荷。

3.一种横向剪切和轴向拉压的螺栓振动试验方法，包括如下步骤：

第一步、试件安装：

a、安装螺栓试件前，检查螺栓螺母，避免明显缺陷、裂纹，通过对中槽将夹具对中；

b、将螺栓试件、螺栓垫片、压力传感器安装，保证螺栓试件与上盘、下盘的通孔壁的间隙；

c、使用扭矩扳手拧紧螺栓试件，通过压力传感器监测预紧力，使预紧力达到定值，记录预紧力与拧紧力矩；

第二步、开始试验：

a、第一组：同时开始加载轴向与横向激励，初始横向振幅0.3mm，轴向载荷幅值8kN，

其中，

(1)横向激励：

使用正弦激励：d(t)＝d_maxsin(2πft)。d_max＝α×r；

横向位移幅值：d_max＝0.2mm、0.3mm、0.4mm...；

横向激励频率：f＝10Hz；

(2)轴向激励：

使用正弦交变载荷：

载荷幅值：A₀＝8kN、9kN、10kN...；

频率：f＝10Hz；

横向与轴向激励相位差90°；

b、观察夹紧力变化，当有一根螺栓试件夹紧力下降到初始预紧力的70％时，停止试验；

c、如未松动，则在一根螺栓试件断裂后停止试验；

d、记录数据，保存夹紧力变化数据文件；

e、每组做3次；

f、如螺栓试件发生松动，则在下一组试验增加载荷幅值2.5kN；如螺栓试件发生疲劳，则在下一组试验增加横向振幅0.1mm；

评价方式为：当夹紧力下降到初始预紧力的70％，判定为螺栓试件已松动，如螺栓试件夹紧力没有按正常松动曲线下降到预紧力的70％，而在70％以上保持一段时间后，夹紧力突降，判定为螺栓试件疲劳断裂。