Page 79 - 无损检测2022年第三期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202203010

温度影响下的螺栓轴向应力超声检测

郭沫呈, 苟国庆, 陈 兵, 朱忠尹, 邱菲菲

( 西南交通大学 材料先进技术教育部重点实验室, 成都 610031 )

摘 要:通过对螺栓的轴向应力检测模型进行优化处理, 直接建立了螺栓轴向应力与纵波、 横
波渡越时间比的平方的关系。优化后的模型能同时修正温度的影响, 模型中各项参数只与螺栓的
材料、 温度变化有关。利用 8.8 级 M20×130 螺栓的各项拟合参数, 对其自身、 同型号、 同材料螺栓

在0~300MPa , 0~40 ℃ 的应力检测精度与温度修正进行验证。结果表明其自身应力检测与温度

修正误差分别为 0~15.1MPa , 3.31~10.22MPa ; 同型号螺栓的应力检测误差为 1.1~24.3 MPa ;

同材料螺栓的两种误差分别为 1.9~26.9 MPa , 3.25~19.03 MPa 。这说明优化后的模型具有足够
的可靠性且适用于同材料螺栓的轴向应力评估与温度影响修正, 在工程应用中能有效提高工作效率。

关键词:螺栓轴向应力; 纵波; 横波; 温度修正

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 03-0045-04

Ultrasonictestin g ofaxialstressofboltundertheinfluenceoftem p erature

GUO Mochen g GOUGuo q in g CHENBin g ZHUZhon gy in , IUFeifei
,
Q
,
,

( Ke yLaborator yofAdvancedTechnolo g iesofMaterials , Ministr yofEducation ,

SouthwestJiaoton gUniversit y , Chen g du610031 , China )

Abstract : Therelationshi pbetweenaxialstressandthes q uareoftheratiooflon g itudinalandtransversewave

transittimeisdirectl yestablishedb yo p timizin gtheaxialstressdetectionmodelofbolt.Theo p timizedmodelcan

correcttheinfluenceoftem p eratureatthesametime.Thep arametersinthemodelareonl y relatedtothechan g es

ofboltmaterialandtem p erature.Usin gvariousfittin gp arametersoftheboltsof g rade8.8 M20×130 , thestress

detectionaccurac yandtem p eraturecorrectionofboltsofthesamet yp eandmaterialat0-300 MPaand0-40 ℃

areverified.Theresultsshowthattheerrorsofstressdetectionandtem p eraturecorrectionare0-15.1 MPaand

3.31-10.22 MPares p ectivel y , andthestressdetectionerrorofboltsofthesamet yp eis1.1-24.3 MPa.Thetwo

errorsofboltswiththesamematerialare1.9-26.9MPaand3.25-19.03MPares p ectivel y .Theresultsshowthat

thereliabilit yoftheo p timizedmodelissufficientl yhi g handitissuitableforaxialstressevaluationandtem p erature

influencecorrectionofboltsofthesamematerial , whichcaneffectivel y im p rovetheworkefficienc y inen g ineerin g
a pp lication.

Ke ywords : axialstressofbolt ; lon g itudinalwave ; transversewave ; tem p eraturecorrection
螺栓 作 为 一 种 常 见 的 连 接 件, 普 遍 应 用 于 航 响 [ 1 ] 。若设备在长期运行过程中受周期性变化的
空航天、 轨 道 交 通、 水 电 工 程 等 领 域 中, 其 所 受 的 温度、 振动、 冲 击 影 响, 可 能 会 造 成 螺 栓 松 动 或 开
轴向应力 对 被 连 接 设 备 的 性 能、 寿 命 有 很 大 的 影 裂, 导致部件连接失效, 故实现服役状态下螺栓的
轴向应力 评 估, 对 保 障 设 备 运 行 的 安 全 可 靠 性 有
重要意义 。
收稿日期: 2021-09-10 [ 2-4 ]
基金项目: 成都市国际合作基金资助项目( 2020-GH02-0058-HZ )
螺栓轴向应力的检测技术主要有扭矩扳手法、
作者简介: 郭沫呈( 1996- ), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为螺
电阻应变片法、 光测力学法、 磁敏电阻法、 超声法等,
栓、 车轨的无损检测
其中超声法测速快且能实现便携式检测, 同时可对
通信作者: 苟 国 庆 ( 1979- ), 男, 教 授, 研 究 方 向 为 无 损 检 测,
服役状态 下 的 螺 栓 进 行 应 力 评 估, 具 有 很 大 的 优
g ou g uo q in g 1001@163.com
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2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测