一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及螺栓轴向紧固力测试技术领域，更具体地说涉及一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法。
【背景技术】
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[0002]桥梁与高层建筑中钢结构的连接大都采用紧固螺栓方式。通常每个连接部位有数十以至数百个紧固螺栓，这些紧固螺栓的轴向握力大小及均匀情况，极其显著的影响到钢结构连接的质量和使用性能。现行的紧固螺栓轴向握力检测方法主要有两种。第一种方法是扭矩扳手法拧紧螺栓时采用特制扳手，该扳手可直接指示出拧紧时所施加的扭矩，根据所施加扭矩的大小判定紧固螺栓轴向握力是否达到要求数值。这种方法的缺点是对螺栓本身有关的几何与材料参数依赖性较大，比如当螺栓螺纹表面粗造度偏离标称值时，同样扭矩所对应的轴向握力出入很大。如果用于工后检测，则是将己经拧紧的紧固螺栓拧松，根据将螺栓拧松所施扭矩大小，判定原先拧紧状态时的轴向握力是否为所要求的数值，然后再将螺栓重新拧紧以恢复原状。这种做法的缺点是，由于前一次拧紧的磨和作用，螺栓第二次拧紧(恢复原状)时所施加扭矩与其轴向握力的关系己变更，再根据所施扭矩大小判定其轴向握力是否达标已不可靠。另外，检测时不可能将所有的螺栓都拧松一遍，因而只能满足个别抽检的需要。第二种方法是超声波探测法。将超声波探头贴合在紧固螺栓头部或尾部端面，通过超声波反射回声的延迟时间大小判定其轴向握力是否达标。这种方法的缺点是，必须将螺栓头部或尾部端面研磨平整以便超声波探头贴合，这在现场施工中较难做到；另外当紧固螺栓长度有微小变动时也会引入极大的判定误差。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的就在于提供一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，它检测的螺栓轴向紧固力的误差更小，另外它还具有检测简单，适用范围更广的特点。
[0004]为实现上述目的，本发明的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，所述方法包括如下步骤:首先在螺栓上沿轴向安装应变计，将应变计与应变仪连接，然后将螺栓放到试验机上并对螺栓进行加载，加上荷载后通过应变仪采集螺栓轴向的应变数据，根据应变数据和所加载荷数据得到应变程度与加载的轴向紧固力的线性方程y =36.258X-27.7，其中y为应变程度，所述应变程度单位为μ m，而x为加载的轴向紧固力，所述轴向紧固力的单位为KN。
[0005]作为上述技术方案的优选，所述方法还包括应变计的安装过程，所述安装过程具体为:首先在螺栓上顶部的中心位置沿轴向开设盲孔，并且在盲孔的内壁上开设槽，然后将熔化的硅胶注入到盲孔中使得熔化的硅胶进入到槽中，待硅胶微凝固的时候将应变计植入硅胶中使得应变计保持竖立，之后自然冷却使得硅胶完全凝固使得应变计固定在盲孔中。
[0006]作为上述技术方案的优选，所述方法还包括应变计的安装过程，所述安装过程具体为:首先在螺栓的螺纹中段位置对称地设置两个平面，然后将对两个平面进行磨平处理，之后在两平面上分别粘胶固定应变计。
[0007]作为上述技术方案的优选，所述应变计为应变传感器。
[0008]作为上述技术方案的优选，所述螺栓为42CrMo高强螺栓。
[0009]作为上述技术方案的优选，所述方法还包括对螺栓工作环境温度的控制，具体为在温度控制在30°C—60°C对螺栓进行应变数据数据的采集。
[0010]作为上述技术方案的优选，所述方法还包括对螺栓工作湿度的控制，具体为在环境湿度为O — 85% RH对螺栓进行应变数据数据的采集。
[0011]作为上述技术方案的优选，盲孔的尺寸为1.6mm或2mm。
[0012]作为上述技术方案的优选，所述方法还包括应变计与应变仪连接的过程，所述连接的过程具体为:首先将应变计与应变仪的信号输入线电性连接，然后将接触点用锡焊固定，之后用信号屏蔽锡纸将接触点裹紧，然后将接触部位埋入硅胶中且固定在螺栓顶部的表面。。
[0013]本发明的有益效果在于:检测的螺栓轴向紧固力的误差更小，另外它还具有检测简单，适用范围更广的特点。
【附图说明】
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[0014]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
[0015]图1为本发明实施例1中应变程度与加载的轴向紧固力的线性图。
[0016]图2为本发明实施例1中应变计的安装示意图
[0017]图3为本发明实施例2中应变计的安装示意图。
[0018]图中:l、la，螺栓；2、2a，应变计
【具体实施方式】
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[0019]以下所述仅为体现本发明原理的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围
[0020]实施例1:一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，所述方法包括如下步骤:首先在螺栓上沿轴向安装应变计，将应变计与应变仪连接，然后将螺栓放到试验机上并对螺栓进行加载，加上荷载后通过应变仪采集螺栓轴向的应变数据，根据应变数据和所加载荷数据得到应变程度与加载的轴向紧固力的线形图如图1所示，根据凸起得到线性方程y = 36.258X-27.7，其中y为应变程度，所述应变程度单位为μ m，而x为加载的轴向紧固力，所述轴向紧固力的单位为KN。
[0021]如图2所示为应变计的安装示意图,本实施例中,应变计2安装在螺栓I的中心位置，安装过程具体为:首先在螺栓上顶部的中心位置沿轴向开设盲孔，并且在盲孔的内壁上开设槽，然后将熔化的硅胶注入到盲孔中使得熔化的硅胶进入到槽中，待硅胶微凝固的时候将应变计植入硅胶中使得应变计保持竖立，之后自然冷却使得硅胶完全凝固使得应变计固定在盲孔中。
[0022]本实施例中的应变计为应变传感器。
[0023]本实施例中螺栓为42CrMo高强螺栓。
[0024]本实施例还包括对螺栓工作环境温度的控制，具体为在温度控制在30°C—60°C对螺栓进行应变数据数据的采集。
[0025]本实施例还包括对螺栓工作湿度的控制，具体为在环境湿度为O — 85 % RH对螺栓进行应变数据数据的采集。
[0026]具体到本实施例中盲孔的尺寸为1.6mm或2mm。
[0027]另外，在本实施例还包括应变计与应变仪连接的过程，所述连接的过程具体为:首先将应变计与应变仪的信号输入线电性连接，然后将接触点用锡焊固定，之后用信号屏蔽锡纸将接触点裹紧，然后将接触部位埋入硅胶中且固定在螺栓顶部的表面。
[0028]实施例2:如图3所示，应变计2a安装在螺栓Ia螺柱段，应变计2a的安装过程具体为:首先在螺栓的螺纹中段位置对称地设置两个平面，然后将对两个平面进行磨平处理，之后在两平面上分别粘胶固定应变计。
[0029]本发明实施例检测的螺栓轴向紧固力的误差更小，另外它还具有检测简单、方便，适用范围更广的特点。
【主权项】
1.一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:首先在螺栓上沿轴向安装应变计，将应变计与应变仪连接，然后将螺栓放到试验机上并对螺栓进行加载，加上荷载后通过应变仪采集螺栓轴向的应变数据，根据应变数据和所加载荷数据得到应变程度与加载的轴向紧固力的线性方程y = 36.258X-27.7，其中y为应变程度，所述应变程度单位为μ m，而X为加载的轴向紧固力，所述轴向紧固力的单位为KN02.根据权利要求1所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述方法还包括应变计的安装过程，所述安装过程具体为:首先在螺栓上顶部的中心位置沿轴向开设盲孔，并且在盲孔的内壁上开设槽，然后将熔化的硅胶注入到盲孔中使得熔化的硅胶进入到槽中，待硅胶微凝固的时候将应变计植入硅胶中使得应变计保持竖立，之后自然冷却使得硅胶完全凝固使得应变计固定在盲孔中。3.根据权利要求1所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述方法还包括应变计的安装过程，所述安装过程具体为:首先在螺栓的螺纹中段位置对称地设置两个平面，然后将对两个平面进行磨平处理，之后在两平面上分别粘胶固定应变计。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述应变计为应变传感器。5.根据权利要求4所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述螺栓为42CrMo高强螺栓。6.根据权利要求4所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述方法还包括对螺栓工作环境温度的控制，具体为在温度控制在30°C—60°C对螺栓进行应变数据数据的采集。7.根据权利要求4所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述方法还包括对螺栓工作湿度的控制，具体为在环境湿度为O — 85% RH对螺栓进行应变数据数据的采集。8.根据权利要求1或3所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，盲孔的尺寸为1.6mm或2mm。9.根据权利要求2或3所述的一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，其特征在于，所述方法还包括应变计与应变仪连接的过程，所述连接的过程具体为:首先将应变计与应变仪的信号输入线电性连接，然后将接触点用锡焊固定，之后用信号屏蔽锡纸将接触点裹紧，然后将接触部位埋入硅胶中且固定在螺栓顶部的表面。
【专利摘要】本发明公开了一种通过螺栓轴向应变测量螺栓轴向紧固力的方法，所述方法包括如下步骤：首先在螺栓上沿轴向安装应变计，将应变计与应变仪连接，然后将螺栓放到试验机上并对螺栓进行加载，加上荷载后通过应变仪采集螺栓轴向的应变数据，根据应变数据和所加载荷数据得到应变程度与加载的轴向紧固力的线性方程y＝36.258x-27.7,其中y为应变程度，所述应变程度单位为μm，而x为加载的轴向紧固力，所述轴向紧固力的单位为KN。本发明检测的螺栓轴向紧固力的误差更小，另外它还具有检测简单，适用范围更广的特点。
【IPC分类】G01L5/00, G01L1/22
【公开号】CN104931175
【申请号】CN201410268720
【发明人】张旭海
【申请人】舟山市正源标准件有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年6月17日