一种热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置及方法

文档序号:37920138发布日期:2024-05-10 23:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置,其特征在于:包括水平实验台、实验件、支撑夹持单元、轴向力施加单元、导向单元、振动单元、加热单元、检测单元和数据采集单元;

2.根据权利要求1所述的热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置,其特征在于:单个所述轴向力施加单元还包括两个固定夹具块;固定夹具块上设有用于与所述丝杠螺纹配合的螺孔;位于基座上部的轴向力施加单元,其两个固定夹具块分别设置在两个基座的立柱的上端面上,丝杠水平设置在基座的上方且依次穿过两个固定夹具块侧壁的螺纹通孔;位于基座下部的轴向力施加单元,其两个固定夹具块分别设置在两个基座的立柱的侧壁上,且固定夹具块上的螺纹通孔与基座的立柱侧壁上的过孔相对应,丝杠水平设置且穿过基座下部侧壁的过孔和固定夹具块侧壁的螺纹通孔。

3.根据权利要求2所述的热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置,其特征在于:所述固定夹具块与基座之间为螺栓连接、销连接或者铆接。

4.根据权利要求1-3任一所述的热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置,其特征在于:所述丝杠的一端设有丝杠旋钮。

5.根据权利要求4所述的热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置,其特征在于:所述加热单元为电阻丝电加热装置;所述振动单元为激振器,激振器的导杆通过耐高温胶与实验件连接;所述检测单元包括设置在实验件背面的力传感器、温度传感器、加速度传感器和应变片。

6.根据权利要求5所述的热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置,其特征在于:所述数据采集单元包括lms数据采集系统、温度传感器读数计和静态应变测量仪;lms数据采集系统与所述力传感器和加速度传感器相连,进行激励信号和振动信号的采集和存储;温度传感器读数计与温度传感器连接,直接采集并存储当前实验温度;静态应变测量仪与应变片连接,用于采集当前状态应变片测量的应变量,并通过应变和应力关系式,计算施加在实验件上的轴向力大小。

7.利用权利要求1-6任一所述的热-力-振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置识别检测螺栓松动状态的方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.利用权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤6.1中采用采用重叠采样、添加噪声或者几何变换进行数据增强。

9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤7.1中采用小波变换、hht或者stft方法进行特征提取。

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤8中所述的mi-cwt-cnn网络模型包括并行的多个模型参数一致的数据处理通道;各个数据处理通道分别对应各个加速度传感器的时频数据集;各数据处理通道均包括依次设置的卷积层、第一最大池化层、多通道卷积块、第二最大池化层和第一全连接层;所有数据处理通道的输出结果采用concatenate函数串联一起得到的输出结果依次输入第一二维卷积层、第三最大池化层,第二二维卷积层和第四最大池化层中;所述第四最大池化层的输出结果采用flatten函数对数据降维处理后,依次输入第一dropout层、第二全连接层、第二dropout层和第三全连接层。


技术总结
为解决现有基于振动技术的螺栓松动检测实验装置在热‑力‑振耦合环境下难以实现螺栓松动监测,或者是即使能实现,也难以快速、准确检测螺栓松动的问题,本发明提出一种热‑力‑振耦合环境下的螺栓松动检测实验装置及方法。本发明的螺栓松动检测实验装置采取开放式加热方式,不仅使得实验环境布置更为宽松,且实验器材不会直接置于高温热场环境,一定程度上可避免实验器材损坏问题。同时,本发明的螺栓松动检测实验装置将丝杠与固定夹具结合,通过旋转丝杠便可向实验件施加轴向拉压应力。总体而言,本发明装置可搭建热‑力‑振多场耦合环境的模拟和加载,并根据实验需求能够精确控制热‑力耦合因素,具有调节快速准确、操作便捷、安全可靠的优点。

技术研发人员:曹善成,张子浩,李岩坤,母珺琛,齐昊育,赵思涵,徐超
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/9
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