[发明专利]一种螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法

权利要求书

1.一种螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将工具螺栓置于螺栓加载位进行加载，并通过工具螺栓中的激光位移传感器获取实时距离数据L_i，同时通过加载设备中的传感器获取实时转角数据α_i和扭矩数据T_i；

其中，i为传感器的采样序列，i＝1,2,3…；i的初始数值为1；

2)当监测到贴合点时，计算贴合点预紧力，计算公式为：

F_b＝K2×(L_b-L₀)

其中，b为贴合点对应的采样序列；K2为工具螺栓的刚度；L₀为激光位移传感器的初始距离数据；

在测量得到螺纹连接部位的贴合预紧力之后，再用螺栓预紧力加载方法对工作螺栓进行加载，该螺栓预紧力加载方法包括以下步骤：

S1、获取加载转角Δα，计算公式为：

其中，F_t为目标预紧力；K1为实际加载时，实际加载曲线上线性段的斜率；

S2、将工作螺栓置于螺栓加载位进行加载，并实时监测获得贴合点，获取贴合点对应的转角A1；

S3、在转角A1的基础上，使工作螺栓转动Δα度，拧紧螺栓，完成加载；

所述斜率K1的计算公式为：

其中，K_m为被连接件的刚度，K_b为加载时使用的螺栓的刚度；

在计算得到螺纹连接部位的贴合预紧力之前或对工作螺栓加载转角Δα之前，先用贴合点的获取方法定位贴合点，所述贴合点的获取方法，包括以下步骤：

S11、加载工作螺栓，并利用传感器实时采集加载过程中的转角数据和扭矩数据，获得α_i和T_i；

其中，i为传感器的采样序列，i＝1,2,3…；i的初始数值为1；

S12、当i＝d时，对采集到的数据进行线性拟合，并获得拟合的一次函数T＝linear(i)；

其中d为预设的数据样本数量；

S13、对获得的一次函数的线性拟合优度进行评价，该评价指标为每个数据点到拟合的一次函数的距离的平方，再求和，即：

并记录评价的函数值；

其中，n＝i-d+1；

S14、令i+1后，从i+1开始向前取d个连续的数据进行线性拟合，获得一次函数T＝linear(i+1)后，再重复S13；

S15、对函数值进行判断，判断条件为：

cost(i-1)＞cost(i)＞1；

S16、若S15中的条件不成立，表明未监测到贴合点，则重复步骤S14和S15；

S17、若S15中的条件成立，表明监测到贴合点，则输出最终结果：贴合点处的转角即为α_i-1。

2.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法，其特征在于：所述工具螺栓上设置有深孔，所述激光位移传感器设置于深孔的开口处。

3.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法，其特征在于：所述工具螺栓的制作方法为：

在同一批次的螺栓中，随机选取一个螺栓作为工具螺栓，沿工具螺栓的轴向方向打孔，形成深孔，并在深孔的开口处安装激光位移传感器，获得初始距离数据L₀。

4.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法，其特征在于：对S11中采集到的数据进行重构，按等角度Δβ序列对扭矩数据和转角数据进行插值与排列，得到α_x和T_x，此时X为重构后的数据序列，然后再进行步骤S12-S18。

5.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法，其特征在于：对S11中采集到的数据进行滤波处理。