[发明专利]一种磁力激励螺栓接头振动失效实验装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种磁力激励螺栓接头振动失效实验装置及测试方法，其中实验装置包括支撑底座、激振装置、测试装置以及采集分析装置；激振装置可由驱动电机驱动动磁体运转并产生周期性磁力作用于被测螺栓上以使螺栓接头产生振动失效；测试装置上的位移、加速度、应变传感器可分别获得螺栓接头的位移、加速度、应变三种响应信号；采集分析装置可通过分析所获得的响应信号研究螺栓接头的螺纹松动、被连接件滑移与振动疲劳等多种失效情况。本发明通过合理的设计有效地模拟了工程中的各种振动激励，通过准确地控制各种变量增加了实验的多样性及比较了不同连接方式的振动失效实验效果，对螺栓接头振动失效动力学可靠性等方面的研究具有重要价值。

技术领域

本发明属于机械振动与装备测试技术领域，具体涉及一种磁力激励螺栓接头振动失效实验装置及测试方法。

背景技术

螺栓连接结构因其结构简单、便于拆装和成本低廉等优点广泛应用于各类机械装备和连接领域中。随着现代机械设备朝着高速、高温及高压方向的发展，绝大多数机械装置的螺栓接头不可避免的要承受振动载荷，甚至会引起螺栓连接结构发生螺栓松动、被连接件滑移和振动疲劳等多种振动失效，从而导致螺栓接头的可靠性受到严重挑战。

单搭接和双搭接是螺栓连接的两种重要装配形式，其所受力均为剪切力，致使在振动载荷的作用下，螺栓个数与布局、螺栓与孔的间隙以及预紧力等都会对螺栓接头的可靠性造成很大影响。

目前，研究者围绕螺栓接头振动失效展开了广泛研究。在失效形式的研究上，大多数研究方案仅集中于单一的失效形式，而在实际应用中，由于机械设备处于复杂多变的工作环境中，大部分的螺栓接头的失效都是多种失效形式相互耦合的结果，而并非其中一种失效形式造成；在激励方式的选择上，对于螺栓接头振动失效可靠性测试的激励方式几乎都是接触加载形式，这种接触加载方式不仅会使振动激励装置与被测对象直接接触，而且会改变被测对象的物理属性以及受力方式，导致无法控制边界条件的准确性；在装配形式的研究上，现有实验装置只能研究某一种装配形式，而当装配形式改变后，螺栓接头的受力环境会随之改变，因此不能进行螺栓连接结构不同装配形式的对比实验。

因此，发明一种磁力激励螺栓接头振动失效实验装置及测试方法，利用非接触式磁力作为施加振动载荷的激励力，同时测试单、双搭接两种不同装配形式的螺栓连接结构的多种振动失效，对于推动螺栓接头振动可靠性动力学研究进展具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以同时测试单、双搭接螺栓接头在非接触式磁力激励作用下的多种振动失效实验装置及测试方法，以便于研究螺栓接头在不同环境下的振动失效问题。