1. Breve
U filu internu utilizatu da l'onde longitudinali è sceltu per esse utilizatu hè fissatu dabulloni ordinariiè bulloni autobloccanti, calibrati da diverse strategie di serraggio, è a differenza trà i bulloni d'ancora è e curve caratteristiche di l'ancora di calibrazione autobloccante hè analizata. Risultatu: U bullone è u metudu di calibrazione di i bulloni uttene diverse caratteristiche di calibrazione, a scala di tempu di bloccu di a catena face chì l'autocalibrazione di l'autocalibrazione è a scala di tempu di autocalibrazione di l'autocalibrazione portanu à obiettivi diversi. A causa di a curva di muvimentu nurmale, e diverse caratteristiche ottenute si spusteranu à diritta.
2. Filosofia di prova
Attualmente, u metudu ultrasonicu hè largamente utilizatu in uprova di forza assiale di u bullonedi u puntu di fissaggio di u sottosistema di l'automobile, vale à dì, a curva caratteristica di relazione (curva di calibrazione di u bullone) trà a forza assiale di u bullone è a differenza di tempu di u sonu ultrasonicu hè ottenuta in anticipu, è a prova successiva di u sottosistema di a parte attuale hè realizata. A forza assiale di u bullone in a cunnessione di serraggio pò esse ottenuta misurendu ultrasonicamente a differenza di tempu di u sonu di u bullone è riferendusi à a curva di calibrazione. Dunque, ottene a curva di calibrazione curretta hè particularmente impurtante per a precisione di i risultati di a misurazione di a forza assiale di u bullone in u sottosistema di a parte attuale. Attualmente, i metudi di prova ultrasonica includenu principalmente u metudu di l'onda unica (vale à dì u metudu di l'onda longitudinale) è u metudu di l'onda longitudinale trasversale.
In u prucessu di calibrazione di i bulloni, ci sò parechji fattori chì influenzanu i risultati di calibrazione, cum'è a lunghezza di serraggio, a temperatura, a velocità di a macchina di serraggio, l'utensili di fissaggio, ecc. Attualmente, u metudu di calibrazione di i bulloni più cumunamente utilizatu hè u metudu di serraggio à rotazione. I bulloni sò calibrati nantu à u bancu di prova di i bulloni, ciò chì richiede a produzzione di dispositivi di supportu per u sensore di forza assiale, chì sò a piastra di pressione è u fissaggio di u foru filettatu internu. A funzione di u fissaggio di u foru filettatu internu hè di rimpiazzà i dadi regulari. U disignu anti-allentamentu hè generalmente utilizatu in i punti di cunnessione di fissaggio cù un altu fattore di sicurezza di i chassis di l'automobile per assicurà l'affidabilità di u so fissaggio. Una di e misure anti-allentamentu attualmente aduttate hè u dado autobloccante, vale à dì, u dado di bloccaggio di coppia efficace.
L'autore adotta u metudu di l'onda longitudinale è usa u fissaggio di filettatura interna fattu da sè stessu per selezziunà u dado ordinariu è u dado autobloccante per calibrà u bullone. Attraversu diverse strategie di serraggio è metudi di calibrazione, hè studiata a differenza trà u dado ordinariu è u dado autobloccante per calibrà a curva di u bullone. A prova di forza assiale di i fissaggi di sottosistemi automobilistici face alcune raccomandazioni.
A prova di a forza assiale di i bulloni per mezu di a tecnulugia ultrasonica hè un metudu di prova indirettu. Sicondu u principiu di a sonoelasticità, a velocità di propagazione di u sonu in i solidi hè ligata à a tensione, dunque l'onde ultrasoniche ponu esse aduprate per ottene a forza assiale di i bulloni [5-8]. U bullone si stenderà durante u prucessu di stringhje, è à u listessu tempu genererà una tensione di trazione assiale. L'impulsu ultrasonicu serà trasmessu da a testa di u bullone à a coda. A causa di u cambiamentu bruscu di a densità di u mediu, tornerà longu u percorsu originale, è a superficia di u bullone riceverà u signale attraversu a ceramica piezoelettrica. differenza di tempu Δt. U diagramma schematicu di a prova ultrasonica hè mostratu in a Figura 1. A differenza di tempu hè proporzionale à l'allungamentu.
A prova di a forza assiale di i bulloni per mezu di a tecnulugia ultrasonica hè un metudu di prova indirettu. Sicondu u principiu di a sonoelasticità, a velocità di propagazione di u sonu in i solidi hè ligata à a tensione, dunque l'onde ultrasoniche ponu esse aduprate per ottenea forza assiale di i bulloniU bullone si stenderà durante u prucessu di stringhje, è à u listessu tempu genererà una tensione di trazione assiale. L'impulsu ultrasonicu serà trasmessu da a testa di u bullone à a coda. A causa di u cambiamentu bruscu di a densità di u mediu, tornerà longu u percorsu originale, è a superficia di u bullone riceverà u signale attraversu a ceramica piezoelettrica. differenza di tempu Δt. U diagramma schematicu di a prova ultrasonica hè mostratu in a Figura 1. A differenza di tempu hè proporzionale à l'allungamentu.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm è dopu a specificazione di i bulloni, aduprate bulloni ordinari per fissà 5 tali bulloni, prima aduprate a prova di autoancora cù diverse forme di pasta di saldatura di calibrazione, hè una piastra a spirale artificiale per adattassi à a flangia di u bullone è pressa Quandu si scansiona l'onda iniziale (vale à dì, si registra l'L0 originale), è poi avvitalla à 100 N m + 30 ° cù un strumentu (chjamatu metudu di tipu I), è l'altru hè di scansionà l'onda iniziale è avvitalla à a dimensione di destinazione cù una pistola di serraggio (chjamata metudu di tipu I). Per u secondu metudu di tipu), ci serà un certu tipu in questu prucessu (cum'è mostratu in a Figura 4) 5 hè u bullone ordinariu è u metudu autobloccante A curva dopu a calibrazione secondu u metudu di tipu I A Figura 6 hè u tipu autobloccante. A Figura 6 hè una classa autobloccante. Curve di Classe I è Classe II. U metudu d'usu pò esse, aduprate a curva persunalizata di a classa d'ancora cumuna, esattamente a stessa (tutte passanu per l'origine cù a stessa velocità di segmentu è numeru di punti); bluccà u tipu d'indice di u tipu di puntu d'ancora (tipu I è marca d'ancora, a pendenza di a differenza d'intervallu è u numeru di punti); ottene similitudini)
L'esperimentu 3 hè di stabilisce a cuurdinata Y3 di Graph Setup in u software di u strumentu d'acquisizione di dati cum'è cuurdinata di temperatura (usendu un sensore di temperatura esternu), stabilisce a distanza di riposu di u bullone à 60 mm per a calibrazione, è registrà a coppia/forza assiale/temperatura è a curva di l'angulu. Cum'è mostratu in a Figura 8, si pò vede chì cù l'avvitamentu cuntinuu di u bullone, a temperatura cresce continuamente, è l'aumentu di a temperatura pò esse cunsideratu cum'è lineare. I quattru campioni di bulloni sò stati selezziunati per a calibrazione cù dadi autobloccanti. A Figura 9 mostra e curve di calibrazione di i quattru bulloni. Si pò vede chì e quattru curve sò tutte traslate à diritta, ma u gradu di traslazione hè diversu. A Tavula 2 registra a distanza chì a curva di calibrazione si sposta à diritta è l'aumentu di a temperatura durante u prucessu di stringhje. Si pò vede chì u gradu di a curva di calibrazione chì si sposta à diritta hè basicamente proporzionale à l'aumentu di a temperatura.
3. Cunclusione è discussione
U bullone hè sottumessu à l'azione cumminata di a tensione assiale è di a tensione torsionale durante u serraggio, è a forza risultante di e duie face chì u bullone ceda. In a calibrazione di u bullone, solu a forza assiale di u bullone hè riflessa nantu à a curva di calibrazione per furnisce a forza di serraggio di u sottosistema di fissaggio. Si pò vede da i risultati di a prova in a Figura 5 chì, ancu s'ellu hè un dado autobloccante, se a lunghezza iniziale hè registrata dopu chì u bullone hè statu rotatu manualmente finu à u puntu induve hè vicinu à adattassi à a superficia di supportu di a piastra di pressione, i risultati di a curva di calibrazione sò cumpletamente coincidenti cù quelli di u dado ordinariu. Questu mostra chì in questu statu, l'influenza di a coppia autobloccante di u dado autobloccante hè trascurabile.
Sè u bullone hè strettu direttamente in u dadu autobloccante cù una pistola elettrica, a curva si spusterà à diritta in tuttu, cum'è mostratu in a Figura 6. Questu mostra chì a coppia autobloccante affetta a differenza di tempu acusticu in a curva di calibrazione. Osservate u segmentu iniziale di a curva spostatu à diritta, chì indica chì a forza assiale ùn hè ancu generata in a cundizione chì u bullone hà una certa quantità di allungamentu, o a forza assiale hè assai chjuca, chì hè equivalente à chì u bullone ùn hè statu pressatu contr'à u sensore di forza assiale. Stendendu, ovviamente l'allungamentu di u bullone in questu mumentu hè un falsu allungamentu, micca un veru allungamentu. A ragione di u falsu allungamentu hè chì u calore generatu da a coppia autobloccante durante u prucessu di serraggio à l'aria affetta a propagazione di l'onde ultrasoniche, chì hè riflessa nantu à a curva. Mostra chì u bullone hè statu allungatu, chì indica chì a temperatura hà un effettu nantu à l'onda ultrasonica. Per a Figura 6, a noce autobloccante hè ancu aduprata per a calibrazione, ma a ragione per a quale a curva di calibrazione ùn si sposta micca à diritta hè chì, ancu s'ellu ci hè attritu quandu si avvita a noce autobloccante, si genera calore, ma u calore hè statu inclusu in a registrazione di a lunghezza iniziale di u bullone. Hè statu sbulicatu, è u tempu di calibrazione di u bullone hè assai cortu (di solitu menu di 5 s), dunque l'effettu di a temperatura ùn appare micca nantu à a curva caratteristica di calibrazione.
Da l'analisi sopra, si pò vede chì l'attritu di u filu in l'avvitamentu à aria face chì a temperatura di u bullone aumenti, ciò chì riduce a velocità di l'onda ultrasonica, chì si manifesta cum'è un spostamentu parallelu di a curva di calibrazione à diritta. A coppia, tramindui proporzionale à u calore generatu da l'attritu di u filu, cum'è mostratu in a Figura 10. In a Tavula 2, si contanu a magnitudine di u spostamentu à diritta di a curva di calibrazione è l'aumentu di a temperatura di u bullone durante tuttu u prucessu di serraggio. Si pò vede chì a magnitudine di u spostamentu à diritta di a curva di calibrazione hè coerente cù u gradu di aumentu di a temperatura, è hà una relazione proporzionale lineare. U rapportu hè circa 10,1. Supponendu chì a temperatura aumenta di 10 ° C, a differenza di tempu acusticu aumenta di 101 ns, currispondente à a forza assiale di 24,4 kN nantu à a curva di calibrazione di u bullone M12. Da un puntu di vista fisicu, si spiega chì l'aumentu di a temperatura farà cambià a pruprietà risonante di u materiale di u bullone, in modu chì a velocità di l'onda ultrasonica attraversu u mediu di u bullone cambia è dopu affetta u tempu di propagazione ultrasonica.
4. Suggerimentu
Quandu si usa una noce ordinaria ènoce autobloccantePer calibrà a curva caratteristica di u bullone, si ottenenu diverse curve caratteristiche di calibrazione per via di diversi metudi. A coppia di serraggio di u dado autobloccante aumenta a temperatura di u bullone, ciò chì aumenta a differenza di tempu ultrasonica, è a curva caratteristica di calibrazione ottenuta si sposterà à diritta in parallelu.
Durante a prova di laburatoriu, l'influenza di a temperatura nantu à l'onda ultrasonica deve esse eliminata u più pussibule, o u listessu metudu di calibrazione deve esse aduttatu in e duie tappe di calibrazione di i bulloni è di prova di forza assiale.
Data di publicazione: 19 d'ottobre di u 2022
