Page 73 - 无损检测2022年第三期

向鹏宇, 等:

螺栓横向剪力的超声检测

表 2 不同扭矩下螺栓剪力与时延关系曲线的参数 整个试验装置视为一个整体结构, 只有螺母部分是

扭矩 /( N · m ) 斜率平均值 拟合系数平均值 单独连接在螺栓上的, 这起到了给予轴向应力的作
用。当螺栓受到剪力时, 螺栓会发生微小形变而弯

0 3.0656 0.9924
曲, 从而导致螺母部分沿螺栓轴向发生松动, 而在未

30 3.0086 0.9116
加载扭矩的情况下, 螺栓并不会受到扭矩变化的影

60 1.5958 0.9682
响, 因此线性程度最好。

90 2.6784 0.9660
试验通过扭矩与剪力结合来模拟螺栓实际工程
由图 9 和表 2 可知, 在不同扭矩下, 螺栓的剪力 应用中的工况。单个螺栓在不同扭矩下时延和剪力
和超声时延呈一定的线性相关, 但离散度不一样, 扭 的关系曲线如图 10 所示。由图 10 可知, 不同扭矩

矩为 0N · m 时的拟合程度最好, 30N · m 时的拟合 下数据点构成的曲线形状总是向下凹, 分析认为螺
程度最差; 螺栓的剪力对超声时延的影响不同, 扭矩 栓受到剪力过程中扭矩减小导致螺栓松动, 拟合曲
为0N · m 时的影响最小, 30N · m 时的影响最大, 因 线从而呈抛物线状。因此, 在工程实际应用中, 某些

为此时螺栓受到剪力后, 相较于 60N · m 和 90N · m 通过螺栓连接的结构件受到的剪力越大, 其螺栓越
的扭矩, 其更容易因为剪力的改变而发生松动。将 容易发生松动。

图 10 单个螺栓不同扭矩下时延和剪力的关系曲线
新进展[ J ] . 钢结构( 中英文), 2021 , 36 ( 1 ): 1-12.
3 结语
[ 3 ] WANG Z X , WANG Y Q , ZHANG Y , et al.

采用超声波法检测了螺栓的轴向应力, 设计了一 Ex p erimentalinvesti g ation and desi g n of extruded

种在拉伸力的作用下使螺栓受横向剪力的夹具, 对螺 aluminium allo y T-stubsconnectedb yswa g e-lockin g

栓在不同扭矩下时延和剪力的关系进行了试验研究。 p ins [ J ] .En g ineerin gStructures , 2019 , 200 : 109675.

结果表明, 在不同扭矩下, 剪力与时延呈线性关系, 但 [ 4 ] DING X , WU X J , WANG Y G.Boltaxialstress

斜率不一样。螺栓的剪力和超声时延的线性相关性 measurementbased ona mode-converted ultrasound

methodusin ganelectroma g neticacoustictransducer
很高, 为超声波法测量螺栓剪力提供了依据。
[ J ] .Ultrasonics , 2014 , 54 ( 3 ): 914-920.
参考文献: [ 5 ] 王斌, 陈才龙, 陆现波 . 水电站螺栓紧固状态在线监测
[ 1 ] 徐春广, 李骁, 潘勤学, 等 . 螺栓拉应力超声无损检测方 系统的安装技术分析[ J ] . 工程建设与设计, 2019 ( 20 ):
法[ J ] . 应用声学, 2014 , 33 ( 2 ): 102-106. 253-255.
[ 2 ] 侯兆新, 龚超, 张艳霞, 等 . 钢结构高强度螺栓连接技术 ( 下转第 74 页)
9
3
2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测