大小等于双头螺柱I弯曲产生的应力F’x产生的力矩Ml，M1的大小等于力F’x乘以h(应变片7距双头螺柱I底部的距离)，力F’x可以由应变检测设备6通过多个应变片7进行多点检测得到，利用已知双头螺柱I的结构数据h即可计算得到弯矩Ml。
[0045]由此，应变检测设备6利用多个应变片7实现了对双头螺柱I的预紧力、轴向载荷以及弯矩的检测，进而实现了对双头螺柱I预紧的精确控制，以及对双头螺柱I的轴向载荷和弯矩的监测并判断出双头螺柱I的紧固连接是否失效，提高双头螺柱I的紧固连接的可靠性。
[0046]优选地，多个应变片7沿同一圆周的周向均匀地排布。将多个应变片7设置在同一圆周的周向，可以使多个应变片7相配合对双头螺柱I的形变进行精确检测，进而精确地检测出双头螺柱I的预紧力、轴向载荷以及弯矩，提高对双头螺柱I的预紧力控制的精确度，以及提高监测双头螺柱I是否失效的准确度。
[0047]本实施例中，应变片7的数量为四个，四个应变片(应变片7-1、应变片7-2、应变片7-3、应变片7-4)均匀分布在双头螺柱I的同一周向。在粘贴四个应变片时，可以通过在双头螺柱I的顶部设置指向被连接件的圆心方向的应变片方向标记线11，并参照应变片方向标记线11的方向对应设置应变片7-1和应变片7-3，用于检测双头螺柱I的弯矩Ml;参照应变片方向标记线11的垂直方向对应设置应变片7-2和应变片7-4，用于检测双头螺柱I的预紧力和轴向载荷。在应变片粘贴完成后进行双头螺柱I装配时，可以通过转动双头螺柱I，使应变片方向标记线11的方向指向被连接件的圆心，此时，可以通过应变检测设备6对双头螺柱I的预紧力进行检测。
[0048]可在应变检测设备6中设置前述的带电桥回路的应变测量仪。在利用应变片7检测双头螺柱I的形变时，可以通过该应变测量仪，利用该电桥回路的输入电压、输出电压等相关数据来检测应变片7的微小电阻变化，进而直接测量双头螺柱I所受力的大小与变化，同时通过多个应变片7直接计算双头螺柱I受到的弯矩。由于带电桥回路的应变测量仪为现有技术中常用的装置，此处不做赘述。
[0049]设置在应变检测设备6中的应变测量仪从应变片7接收应变片7检测到的应变信号，再利用双头螺柱I的弹性模量、横截面面积、应变片7距双头螺柱I底部的距离等已知参数，即可直接计算出双头螺柱I的预紧力、轴向载荷和弯矩，由此，在实际工程中，可以利用应变检测设备6直接检测双头螺柱I的预紧力、轴向载荷和弯矩。
[0050]此外，如图5所示，应变检测设备6可以与通用PC16、数据采集服务器17、嵌入式工控机18、PLC19中的一种或多种通讯连接(例如通过以太网、CAN-BUS总线或者RS-485总线等连接)，用于直观显示检测到的双头螺柱I的预紧力、轴向载荷和弯矩，进而实现对双头螺柱I的预紧力、轴向载荷和弯矩的检测和监测；以及存储检测到的双头螺柱I的预紧力、轴向载荷和弯矩的数据，用于对双头螺柱I的优化设计提供数据支持。当然，应变检测设备6也可以与通用PC16、数据采集服务器17、嵌入式工控机18、PLC19中的一种或多种集成为具有检测、显不、存储等功能的一体应变检测设备。
[0051]例如，将上述的四个应变片分别以电桥回路接入应变检测设备6，接入应变检测设备6的各通道彼此独立，互补干涉，则应变检测设备6可以分别测出应变片7-1、应变片7-2、应变片7-3和应变片7-4所受到的拉力Fl、F2、F3和F4。
[0052]如图6所示，当双头螺柱I受到力F作用而发生弯曲时，应变片7-1、应变片7-2和应变片7-4被拉伸，应变片7-3被压缩，应变检测设备6所测出各应变片对应的拉力满足F1>F2= F4>F3。根据受力分析和变形，可推算出双头螺柱I的预紧力大小等于F2、F4，其弯矩产生的应力F’x等于1/2(F1-F3)，其弯矩大小为1/2(F1-F3)h。
[0053]当双头螺柱I受到其他力(比如交变拉力、不规则拉力等)作用时，通过监测力F2或F4可以实现对双头螺柱I的轴向载荷进行监测。
[0054]当双头螺柱I受到的力F水平方向分力Fx未沿应变片方向标记线11的方向，可通过转动双头螺柱I，使得应变检测设备6所测到的力F2 = F4，此时，力F的水平方向分力Fx沿应变片方向标记线11方向，其弯矩大小也为1/2(F1-F3)h。
[0055]在这里说明，粘贴在本实用新型的连接件的非螺纹段的轴向外表面的多个应变片7可以采用丝式电阻应变片、箔式电阻应变片或其他形式的应变片，其数量不限于上述的四个，也可以采用其它数量，例如三个或五个。而且，多个应变片7的布局也不限于上述的均匀分布在连接件的轴向外边面，也可以采用应变花或其他布局。
[0056]实施例二
[0057]图7为本实用新型的实施例二的连接件的结构示意图，该连接件与上述实施例一的连接件的结构和功能基本相同，所不同的是在实施例一的连接件的基础上，对多个应变片7与应变检测设备6的连接线5的引出形式进行了修改。
[0058]如图7和图8所示，自该连接件的一端(如头部)轴向开设有通孔12。这里，开设通孔12的一端应为连接件在使用中露在被连接件外的一端。在非螺纹段的轴向外表面还设有分别与多个应变片7相应的开孔13，多个开孔分别与通孔12相通，多个应变片7的连接线5分别自开孔13穿入通孔12并自通孔12穿出，连接至应变检测设备6。
[0059]具体地，通孔12自连接件的头部沿轴向向下延伸，在非螺纹段与多个开孔13相通，以避免影响连接件的结构强度。多个开孔13与通孔12的连通通道倾斜开通，例如沿与轴向夹角为45°的方向向下倾斜。通孔12的尺寸应该大于开孔13的尺寸，例如通孔12的尺寸为Φ5，开孔13的尺寸为Φ2.5。通孔12的尺寸，开孔13的尺寸、方向、数量可以根据连接件的具体结构(包括连接件的尺寸的大小)来确定，本实用新型对此不做限定，能方便多个应变片7的连接线5自被连接件内部引出即可。
[0060]优选地，在连接件开设有通孔12处还固定有与应变检测设备6连接的插头14，多个应变片7的连接线5与插头14连接。例如，在连接件的头部对通孔12进行扩大，用于设置与插头14，使插头14与多个应变片7的连接线5连接，进而方便应变检测设备6通过插头14实现与多个应变片7的稳定连接。如图9所示，插头14可以通过粘接剂15(例如胶水)连接在被扩大后的通孔12内。
[0061]更优地，插头14为航空插头。航空插头可以实现应变检测设备6与多个应变片7之间的稳定连接，使应变检测设备6稳定地从多个应变片7接收其检测到的连接件产生的形变信号。
[0062]本实用新型的实施例的连接件具有如下技术效果:
[0063]利用多个应变片来检测连接件的预紧力、轴向载荷以及连接件受到的弯矩，可以有效提高连接件的连接作用的可靠性，并对连接件的连接作用是否失效进行精确监测；
[0064]该连接件具有结构简单、易于实现、便于操作、成本较低等优点，而且可以在对连接强度差生较小影响的情况下，准确地测量出连接件的预紧力、轴向载荷及弯矩。
[0065]需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分操作组合成新的部件，以实现本实用新型的目的。
[0066]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种连接件，所述连接件具有螺纹段和非螺纹段，其特征在于，在所述非螺纹段的轴向外表面上沿周向贴附有多个应变片(7)，所述多个应变片(7)分别与应变检测设备(6)连接。2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述多个应变片(7)沿同一圆周的周向均匀地排布。3.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述应变检测设备(6)包括带电桥回路的应变测量仪。4.根据权利要求1?3中任一项所述的连接件，其特征在于，所述连接件配有垫圈(3)，所述垫圈(3)开设有自其内侧通至外侧的沟槽(4)，所述多个应变片(7)的连接线分别自所述沟槽(4)穿出并与所述应变检测设备(6)电连接。5.根据权利要求1?3中任一项所述的连接件，其特征在于，自所述连接件的一端轴向开设有通孔(12)，在所述非螺纹段的轴向外表面上还设有分别与所述多个应变片(7)相应的开孔(13)，所述多个开孔(13)分别与所述通孔(12)相通，所述多个应变片(7)的连接线(5)分别自所述开孔(13)穿入所述通孔(I 2)并自所述通孔(I 2)穿出，连接至所述应变检测设备(6)。6.根据权利要求5所述的连接件，其特征在于，在所述连接件开设所述通孔(12)处还固定有与所述应变检测设备(6)连接的插头(14)，所述多个应变片(7)的连接线(5)与所述插头(14)连接。7.根据权利要求6所述的连接件，其特征在于，所述插头(14)为航空插头。8.根据权利要求1?3中任一项所述的连接件，其特征在于，所述连接件还配有与所述螺纹段相配合的螺母(2)。9.根据权利要求1?3中任一项所述的连接件，其特征在于，所述应变片(7)为丝式电阻应变片或箔式电阻应变片，所述连接件为双头螺柱或六角螺栓。10.根据权利要求1?3中任一项所述的连接件，其特征在于，所述应变检测设备(6)通过以太网或总线分别与通用PC(16)、数据采集服务器(17)、嵌入式工控机(18)和PLC(19)当中的至少一个通讯连接。
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种连接件。该连接件具有螺纹段和非螺纹段，在非螺纹段的轴向外表面上沿周向贴附有多个应变片，多个应变片分别与应变检测设备连接。采用本实用新型的连接件，可以对连接件的预紧力、轴向载荷以及弯矩进行有效检测，进而有效提高连接件的连接作用的可靠性，并对连接件的连接作用是否失效进行精确监测；而且，该连接件还具有结构简单、便于操作、成本较低等优点。
【IPC分类】G01L1/22, G01L5/24
【公开号】CN205373931
【申请号】CN201620143780
【发明人】郑国龙, 石亦平, 郭佳
【申请人】北京金风科创风电设备有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年2月25日