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一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，包含五個(gè)步驟，步驟S1為器材準(zhǔn)備，包括準(zhǔn)備溫度補(bǔ)償塊和測(cè)試應(yīng)變的靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀；步驟S2為測(cè)試準(zhǔn)備，包括對(duì)螺栓連接處和所述溫度補(bǔ)償塊的表面進(jìn)行平整化以及清潔處理，黏貼應(yīng)變花以及焊接引腳；步驟S3為儀器連接和參數(shù)設(shè)置，包括將通過引腳連接應(yīng)變花的導(dǎo)線連接到靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀上，將靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的接地端接地和將測(cè)試端連接計(jì)算機(jī)，以及設(shè)置靜態(tài)應(yīng)變儀的參數(shù)；步驟S4為應(yīng)變檢測(cè)；步驟S5為數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單易行，可適用于現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)環(huán)境要求低，并且準(zhǔn)確度較高，可適用于滿足彈塑性理論的材料的應(yīng)力檢測(cè)。
【專利說明】一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)力檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)床向聞速、聞精、聞效方向發(fā)展，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能引起了研究者的普遍關(guān)注。研究表明，機(jī)床上出現(xiàn)的振動(dòng)問題有60%以上源自結(jié)合部，阻尼值的90%以上也同樣來源于結(jié)合部。機(jī)床結(jié)構(gòu)中大件裝配后的動(dòng)力學(xué)特性，即包括固有頻率、模態(tài)阻尼、模態(tài)振型等極大地受到裝配應(yīng)力的影響。
[0003]目前應(yīng)力測(cè)試方法主要分為破壞性與非破壞性兩種，其中破壞性測(cè)試方法有鉆孔法、取條法、切槽法、剝層法等，由于此類方法會(huì)破壞原件本身，故不適用于原件不可破壞的情況；非破壞性的無損測(cè)試方法又稱物理測(cè)量法，主要包含X射線法，中子衍射法，超聲波法，磁性法。
[0004]其中，X射線法是利用X射線入射到物質(zhì)時(shí)的衍射現(xiàn)象，根據(jù)材料晶面間距的變化來確定應(yīng)變，其精度較高，但其設(shè)備復(fù)雜，對(duì)測(cè)試表面要求高，因此其應(yīng)用受到了一定的限制。中子衍射法是通過研究衍射束的峰值位置和強(qiáng)度，獲得應(yīng)力或應(yīng)變的數(shù)據(jù)，是目前唯一可以測(cè)定大體積工件三維應(yīng)力分布的方法，其具有許多的優(yōu)點(diǎn)，穿透力強(qiáng)，空間分辨可調(diào)等等，但其與X射線法一樣，設(shè)備昂貴復(fù)雜，對(duì)試件有嚴(yán)格的要求，目前中子衍射法只能固定在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。超聲波法具有穿透性強(qiáng)，方向性好，可以實(shí)現(xiàn)定向發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)，其與中子衍射法相比，還具有測(cè)試儀方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)，但其測(cè)定結(jié)果受材料性能、工件形狀和組織結(jié)構(gòu)的影響，測(cè)量的靈敏度較低。磁性法是無損檢測(cè)法中的新型測(cè)試方法之一，其相對(duì)于其他幾種無損測(cè)試方法最顯著的優(yōu)點(diǎn)便是可以對(duì)使用中的對(duì)象進(jìn)行測(cè)試，沒有輻射危險(xiǎn)，但其對(duì)材料結(jié)構(gòu)和屬性很敏感，容易影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且只能測(cè)試磁性材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其目的在于采用簡(jiǎn)單易行的檢測(cè)方法對(duì)滿足彈塑性理論的材料進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)，由此解決目前應(yīng)力檢測(cè)方法中工藝復(fù)雜、設(shè)備昂貴、測(cè)試條件苛刻、適用范圍狹窄等技術(shù)問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，包含以下步驟:
[0007]S1:器材準(zhǔn)備，其中，包括準(zhǔn)備溫度補(bǔ)償塊和測(cè)試應(yīng)變的靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀；
[0008]S2:測(cè)試準(zhǔn)備，其中，該步驟包括對(duì)螺栓連接處和所述溫度補(bǔ)償塊的表面進(jìn)行平整化以及清潔處理，在所述平整化以及清潔后的區(qū)域劃上定位基準(zhǔn)線，黏貼應(yīng)變花且使應(yīng)變花上的基準(zhǔn)線和所述定位基準(zhǔn)線對(duì)齊，以及焊接引腳以使引腳一端連接應(yīng)變花且另一端連接導(dǎo)線；
[0009]S3:儀器連接和參數(shù)設(shè)置，其中，該步驟包括將所述通過引腳連接應(yīng)變花的導(dǎo)線連接到所述靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀上，將靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的接地端接地和將測(cè)試端連接計(jì)算機(jī)，以及設(shè)置靜態(tài)應(yīng)變儀的參數(shù)；
[0010]S4:應(yīng)變檢測(cè)，其中，該步驟包括將所述靜態(tài)應(yīng)變儀通電一段時(shí)間以進(jìn)行預(yù)熱，使用扳手將螺栓連接處的螺栓擰緊，以及靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的數(shù)據(jù)采集以及輸送至計(jì)算機(jī)；
[0011]S5:數(shù)據(jù)處理，采用平面應(yīng)力計(jì)算公式，利用所述計(jì)算機(jī)計(jì)算出所述靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀采集處的主應(yīng)力及剪切應(yīng)力的大小和方向，即獲得螺栓連接處應(yīng)力狀態(tài)。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟SI中溫度補(bǔ)償塊的材料和被螺栓連接的工件材料相同，且其和螺栓連接處均黏貼有應(yīng)變花，該溫度補(bǔ)償塊通過該應(yīng)變花與靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀相連，再通過靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀和計(jì)算機(jī)相連，該溫度補(bǔ)償塊用于平衡螺栓連接處因?yàn)闇y(cè)試過程中溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)變。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟S3中在計(jì)算機(jī)中設(shè)置相對(duì)應(yīng)的測(cè)試所需的參數(shù)，所述參數(shù)包括應(yīng)變花類型、橋路方式、應(yīng)變計(jì)電阻、導(dǎo)線電阻、靈敏度系數(shù)、工件材料的彈性模量及泊松t匕、補(bǔ)償通道。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟S4中靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀通電預(yù)熱的時(shí)間為10~20分鐘。
[0015]進(jìn)一步的，所述步驟S2中表面平整化及清潔處理包括先進(jìn)行表面打磨、再用砂紙研磨，接著采用無水酒精或者丙酮清洗表面。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟S2中應(yīng)變花與被黏貼工件間的長(zhǎng)期絕緣電阻大于500ΜΩ或短期絕緣電阻大于20ΜΩ。長(zhǎng)期絕緣電阻即為測(cè)量時(shí)間超過七天以上的絕緣電阻，短期絕緣電阻即為測(cè)量時(shí)間不超過七天的絕緣電阻。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟S2中，焊接在引腳一端的導(dǎo)線為可防止周圍電磁干擾的屏蔽導(dǎo)線。
[0018]進(jìn)一步的，所述步驟S5中平面應(yīng)力公式為:

【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，包含以下步驟: S1:器材準(zhǔn)備，其中，包括準(zhǔn)備溫度補(bǔ)償塊和測(cè)試應(yīng)變的靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀； S2:測(cè)試準(zhǔn)備，其中，該步驟包括對(duì)螺栓連接處和所述溫度補(bǔ)償塊的表面進(jìn)行平整化以及清潔處理，在所述平整化及清潔后的區(qū)域劃上定位基準(zhǔn)線，黏貼應(yīng)變花且使應(yīng)變花上的基準(zhǔn)線和所述定位基準(zhǔn)線對(duì)齊，以及焊接引腳以使引腳一端連接應(yīng)變花且另一端連接導(dǎo)線.S3:儀器連接和參數(shù)設(shè)置，其中，該步驟包括將所述通過引腳連接應(yīng)變花的導(dǎo)線連接到所述靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀上，將靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的接地端接地和將測(cè)試端連接計(jì)算機(jī)，以及設(shè)置靜態(tài)應(yīng)變儀的參數(shù)； 54:應(yīng)變檢測(cè)，其中，該步驟包括將所述靜態(tài)應(yīng)變儀通電一段時(shí)間以進(jìn)行預(yù)熱，使用扳手將螺栓擰緊，以及靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的數(shù)據(jù)采集以及輸送至計(jì)算機(jī)； 55:數(shù)據(jù)處理，采用平面應(yīng)力計(jì)算公式，利用所述計(jì)算機(jī)計(jì)算出所述靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀采集處的主應(yīng)力的大小和方向，即獲得螺栓連接處應(yīng)力狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟SI中溫度補(bǔ)償塊的材料和被螺栓連接的工件材料相同，且其與螺栓連接處均黏貼有應(yīng)變花，該溫度補(bǔ)償塊通過該應(yīng)變花與靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀相連，該溫度補(bǔ)償塊用于平衡螺栓連接處因?yàn)闇y(cè)試過程中溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)變。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S3中在計(jì)算機(jī)中設(shè)置相對(duì)應(yīng)的測(cè)試所需的參數(shù)，所述參數(shù)包括應(yīng)變花類型、橋路方式、應(yīng)變計(jì)電阻、導(dǎo)線電阻、靈敏度系數(shù)、工件材料的彈性模量、工件材料的泊松比、補(bǔ)償通道。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S4中靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀通電預(yù)熱的時(shí)間為10~20分鐘。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中表面平整化及清潔處理包括先進(jìn)行表面打磨、再用砂紙研磨，接著采用無水酒精或者丙酮清洗表面。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中應(yīng)變花與被黏貼工件間的長(zhǎng)期絕緣電阻大于500ΜΩ或短期絕緣電阻大于20ΜΩ。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中，焊接在引腳一端的導(dǎo)線為可防止周圍電磁干擾的屏蔽導(dǎo)線。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的一種機(jī)床螺栓連接處應(yīng)力檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S5中平面應(yīng)力公式為:
其中，Cl為最大主應(yīng)力，σ 2為最小主應(yīng)力，^為最大主應(yīng)變，82為最小主應(yīng)變，μ為材料泊松比，E為材料彈性模量。
【文檔編號(hào)】G01L1/22GK104165717SQ201410408532
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】毛寬民, 陳奇兵, 張賽, 李斌 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)