本發(fā)明涉及螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在結(jié)構(gòu)裝配中，常采用干涉配合進(jìn)行螺栓連接，以提高緊固件孔結(jié)構(gòu)的疲勞性能。在連接時(shí)，可能出現(xiàn)被連接件間的間隙和孔的干涉量等因素與設(shè)計(jì)偏離的現(xiàn)象，而這些偏離又無(wú)法消除，只能進(jìn)行強(qiáng)迫裝配。針對(duì)偏離裝配，如何清楚掌握裝配結(jié)構(gòu)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)性能顯得尤為重要。

為了能夠得到螺栓裝配后的孔邊應(yīng)力狀態(tài)，需要現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)量得到孔邊應(yīng)力。目前有文獻(xiàn)研究表明可以通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算得到孔邊應(yīng)力，但數(shù)值計(jì)算用到的孔徑、桿徑、預(yù)緊力等參數(shù)的測(cè)量與實(shí)際還是存在一定差異，導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算仍不能精確表達(dá)真實(shí)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。而且，由于各種空間限制和干涉的原因(例如螺栓頭和螺母壓在被連接板表面)難以實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)中測(cè)量孔邊應(yīng)力。

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量孔邊應(yīng)力，有些專利提出了一些方案。例如，專利cn201510707570(一種拉壓載荷作用下線彈性板橢圓孔邊應(yīng)力集中系數(shù)的測(cè)量方法)，通過(guò)制備相同的構(gòu)件進(jìn)行圓孔的應(yīng)力測(cè)量，推算橢圓孔的應(yīng)力集中。專利cn201120097942(復(fù)合材料開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的孔邊應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng))，通過(guò)對(duì)鉆孔周邊光柵進(jìn)行定位和測(cè)量得到應(yīng)力。然而，上述專利都未解決在裝配原結(jié)構(gòu)孔邊螺母區(qū)域測(cè)量應(yīng)力的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于，克服現(xiàn)有螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法和系統(tǒng)的上述缺陷，提供一種新的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)螺栓連接孔邊應(yīng)力的精確測(cè)量。

本發(fā)明的以上目的通過(guò)一種螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法包括：

在被連接件表面的孔邊粘貼應(yīng)變片，粘貼后進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量；

將螺栓打入所述被連接件的孔中，打入后再次進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量；

將測(cè)量輔助墊板套設(shè)在所述螺栓上，其中，所述測(cè)量輔助墊板中開(kāi)設(shè)有凹槽，套設(shè)時(shí)使所述應(yīng)變片容納于所述凹槽中，使所述測(cè)量輔助墊板壓至所述被連接件上；

將替代螺母安裝在所述螺栓上，擰緊后再次進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量。。

根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法能起到以下有益技術(shù)效果：實(shí)現(xiàn)螺栓連接孔邊應(yīng)力的精確測(cè)量。

較佳的是，螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法還包括：將所述替代螺母拆下，將所述測(cè)量輔助墊板拆下，清除所述應(yīng)變片，安裝正式螺母。

較佳的是，所述測(cè)量輔助墊板包括手柄部和一體形成于所述手柄部的凸臺(tái)部，所述凹槽開(kāi)設(shè)于所述凸臺(tái)部中。

較佳的是，在將替代螺母安裝在所述螺栓上時(shí)，扶住所述手柄部以防止所述測(cè)量輔助墊板轉(zhuǎn)動(dòng)。

較佳的是，所述替代螺母與所述正式螺母相同。

本發(fā)明的以上目的還通過(guò)一種螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)包括：

應(yīng)變片，所述應(yīng)變片粘貼在被連接件表面的孔邊；

螺栓，所述螺栓被打入所述被連接件的孔中；

測(cè)量輔助墊板，所述測(cè)量輔助墊板套設(shè)在所述螺栓上，其中，所述測(cè)量輔助墊板中開(kāi)設(shè)有凹槽，套設(shè)時(shí)使所述應(yīng)變片容納于所述凹槽中，使所述測(cè)量輔助墊板壓至所述被連接件上；

替代螺母，所述替代螺母構(gòu)造成：在所述測(cè)量輔助墊板套設(shè)在所述螺栓上且壓至所述被連接件上之后，所述替代螺母安裝在所述螺栓上。

根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)能起到以下有益技術(shù)效果：實(shí)現(xiàn)螺栓連接孔邊應(yīng)力的精確測(cè)量。

較佳的是，螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)還包括正式螺母，所述正式螺母構(gòu)造成：在將所述替代螺母拆下、將所述測(cè)量輔助墊板拆下、清除所述應(yīng)變片之后，安裝所述正式螺母。

較佳的是，所述測(cè)量輔助墊板包括手柄部和一體形成于所述手柄部的凸臺(tái)部，所述凹槽開(kāi)設(shè)于所述凸臺(tái)部中。

較佳的是，在將替代螺母安裝在所述螺栓上時(shí)，扶住所述手柄部以防止所述測(cè)量輔助墊板轉(zhuǎn)動(dòng)。

較佳的是，所述替代螺母與所述正式螺母相同。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量輔助墊板的立體圖。

附圖標(biāo)記列表

1、螺栓

2、應(yīng)變片

3、測(cè)量輔助墊板

4、被連接件

5、替代螺母

31、手柄部

32、凸臺(tái)部

33、凹槽

具體實(shí)施方式

以下將描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，需要指出的是，在這些實(shí)施方式的具體描述過(guò)程中，為了進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要的描述，本說(shuō)明書(shū)不可能對(duì)實(shí)際的實(shí)施方式的所有特征均作詳盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實(shí)施方式的實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，正如在任意一個(gè)工程項(xiàng)目或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo)，為了滿足系統(tǒng)相關(guān)的或者商業(yè)相關(guān)的限制，常常會(huì)做出各種各樣的具體決策，而這也會(huì)從一種實(shí)施方式到另一種實(shí)施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開(kāi)發(fā)過(guò)程中所作出的努力可能是復(fù)雜并且冗長(zhǎng)的，然而對(duì)于與本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本公開(kāi)揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一些設(shè)計(jì)、制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術(shù)手段，不應(yīng)當(dāng)理解為本公開(kāi)的內(nèi)容不充分。

除非另作定義，權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)中使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€(gè)”或者“一”等類似詞語(yǔ)并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語(yǔ)意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語(yǔ)并非限定于物理的或者機(jī)械的連接，也不限于是直接的還是間接的連接。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法的流程圖。圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量輔助墊板的立體圖。

如圖1-3所示，根據(jù)本發(fā)明的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法包括：

在被連接件4(例如，呈板狀形式)表面的孔邊粘貼應(yīng)變片2(根據(jù)需求，可環(huán)向粘貼也可徑向粘貼)，粘貼后連接好數(shù)據(jù)線進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量；

將螺栓1打入被連接件4的孔中(例如按照預(yù)定的工藝規(guī)范)，打入后再次進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量(記錄干涉配合產(chǎn)生的應(yīng)變值)；

將測(cè)量輔助墊板3套設(shè)在螺栓1上，其中，測(cè)量輔助墊板3中開(kāi)設(shè)有凹槽33，套設(shè)時(shí)使應(yīng)變片4容納于凹槽33中，使測(cè)量輔助墊板3壓至被連接件4上；

將替代螺母5安裝在螺栓1上(例如按照預(yù)定工藝規(guī)范的擰緊力矩)，擰緊后再次進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量(記錄應(yīng)變值，即裝配后的孔邊應(yīng)變)。

這樣，本發(fā)明的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法能實(shí)現(xiàn)螺栓連接孔邊應(yīng)力的精確測(cè)量。

具體地說(shuō)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)采用開(kāi)設(shè)有凹槽的測(cè)量輔助墊板，實(shí)現(xiàn)了螺母與被連接件接觸面間孔邊應(yīng)力的測(cè)量，有效地解決了孔邊應(yīng)力無(wú)法精確測(cè)量的問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了裝配中的各種偏離對(duì)孔邊應(yīng)力的影響的定量測(cè)量，獲得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可用于解釋工程問(wèn)題，有利于裝配螺栓孔應(yīng)力研究和產(chǎn)品質(zhì)量控制。

較佳的是，螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量方法還包括：將替代螺母5拆下，將測(cè)量輔助墊板3拆下，清除應(yīng)變片4(較佳地，還對(duì)被連接件4的表面進(jìn)行處理)，安裝正式螺母(例如按照預(yù)定的工藝規(guī)范)。

較佳的是，如圖3所示，測(cè)量輔助墊板3包括手柄部31和一體形成于手柄部31的凸臺(tái)部32，凹槽33開(kāi)設(shè)于凸臺(tái)部32中。

較佳的是，如圖2-3所示，在將替代螺母5安裝在螺栓1上時(shí)，扶住手柄部31以防止測(cè)量輔助墊板3轉(zhuǎn)動(dòng)。

較佳的是，替代螺母5與正式螺母相同。

也就是說(shuō)，替代螺母5為臨時(shí)使用的螺母，其材料、螺紋、直徑等與正式螺母一致。

較佳的是，如圖3所示，凸臺(tái)部32的內(nèi)孔和外徑分別與替代螺母5(或正式螺母)的內(nèi)徑和外徑相一致。較佳的是，如圖3所示，測(cè)量輔助墊板3中也設(shè)有孔，以便將測(cè)量輔助墊板3套設(shè)在螺栓1上，該孔的內(nèi)徑與替代螺母5(或正式螺母)的內(nèi)徑相一致。

如圖2-3所示，根據(jù)本發(fā)明的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)包括：

應(yīng)變片2，應(yīng)變片2粘貼在被連接件4表面的孔邊；

螺栓1，螺栓1被打入被連接件4的孔中；

測(cè)量輔助墊板3，測(cè)量輔助墊板3套設(shè)在螺栓1上，其中，測(cè)量輔助墊板3中開(kāi)設(shè)有凹槽33，套設(shè)時(shí)使應(yīng)變片2容納于凹槽33中，使測(cè)量輔助墊板3壓至被連接件4上；

替代螺母5，替代螺母5構(gòu)造成：在測(cè)量輔助墊板3套設(shè)在螺栓1上且壓至被連接件4上之后，替代螺母5安裝在螺栓1上。

這樣，本發(fā)明的螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)螺栓連接孔邊應(yīng)力的精確測(cè)量。

較佳的是，螺栓連接孔邊應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)還包括正式螺母，正式螺母構(gòu)造成：在將替代螺母5拆下、將測(cè)量輔助墊板3拆下、清除應(yīng)變片2之后，安裝正式螺母。

較佳的是，如圖3所示，測(cè)量輔助墊板3包括手柄部31和一體形成于手柄部31的凸臺(tái)部32，凹槽33開(kāi)設(shè)于凸臺(tái)部32中。

較佳的是，如圖2-3所示，在將替代螺母5安裝在螺栓1上時(shí)，扶住手柄部31以防止測(cè)量輔助墊板3轉(zhuǎn)動(dòng)。

較佳的是，替代螺母5與正式螺母相同。

上面已經(jīng)描述了一些示例性實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解的是，可以做出各種修改。例如，如果所描述的技術(shù)以不同的順序執(zhí)行和/或如果所描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、設(shè)備或電路中的組件以不同方式被組合和/或被另外的組件或其等同物替代或補(bǔ)充，則可以實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)果。相應(yīng)地，其他實(shí)施方式也落入權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。