振动环境中螺栓连接结构状态声发射试验研究

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1、2010年8月噪声与振动控制第4期文章编号：1006—1355(2010)04-0166-05振动环境中螺栓连接结构状态声发射试验研究龙林，王宁，陶俊林，姚勇(西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010)摘要：螺栓连接应用广泛，螺栓松动可能造成灾难性的后果。结合声发射技术，在振动台上进行螺栓连接状态检测初步试验。对试验中所采集的大量声发射信号进行分析，找出不同扭矩下螺栓连接状态所对应的信号特征，实现对连接螺栓松动状态的辨识。关键词：振动与波；螺栓连接；声发射；状态辨识中图分类号：TK417+．127文献标识码：ADOI编码：10．3

2、969／j．issn．1006—1355．2010．04．043ExperimentalResearchonAcousticEmissionofBoltJointsinVibrationEnvironmentLONGLin，WANGM，TAOJun—lin，YAO(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSichuan621010，China)Abstract：Boltjointsarewidesprea

3、dused．Butlooseboltsmayresultindisastrousconsequences．Withacousticemission(AE)technology，acollectionofacousticemissionsignalsinpreliminarytestsiscarriedoutonavibrationplatformtodetectthestateofboltjoints．AnalyzingalargeamountofAEsig-na!scollectedinthetests，signalcharacterist

4、icscorrespondingtotheboltjointsstateunderdifferenttwis—tingmomentsarefound．Andtheloosestateoftheboltsisidentified．Keywords：vibrationandwave；boltjoints；acousticemission(AE)；stateidentification复杂武器系统以及航天产品广泛采用螺栓及16mm螺栓全部松动脱落，制动盘与盘毂发生位移，法兰连接方式，连接结构为整个结构刚度较薄弱的制动盘外侧被严重磨伤。因此实时地探测

5、出螺部位，而振动环境导致的连接部位应力松弛和局部栓的松动状态，提供准确的诊断信息，对振动环境变形是连接松动和滑移的主要原因。由于结构连中连接结构进行检测分析，提出有效的连接结构状接大多为整个结构刚度较弱的部位，螺栓松紧问题态辨识方法，具有重要意义。是完整性检查的一个重要环节，螺栓的松动可能会引起整个机构的失效，造成灾难性的事故。如20071国内外研究概况年8月20日华航飞机爆炸起火事故就是由于一组材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波负责前襟翼摆动的金属螺栓脱落，将右主翼燃料槽的现象称为声发射(AcousticEmission，AE)，材料在

6、戳破，导致右侧燃料槽的燃料大量泄漏，引发大火；应力作用下的变形与裂纹扩展，是结构失效的重要1998年7月1113，北京一青岛25次特快列车机制，这种直接与变形和断裂机制有关的源，被称SCA25B92059号车3位制动盘与盘毂相连接的8条为声发射源。流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧等与变形和断裂机制无直接关系的另一类弹性波源，被称为收稿日期：2009—09—07；修改日期：2009—10—26二次声发射源，二次声发射源的检测分析近几年也基金项目：国家自然科学联合基金资助项目(NASF一10876034)；绵在机械制造等行业中开始应用。研究表明，与振动

7、阳市自然科学基金资助项目(08Y001—6)作者简介：龙林(1984一)，男，硕士研究生。信号相比，声发射信的频率响应范围更宽，所包含E-mail：loonlyne@126．COB的信息量更大，能较好地反映二次声发射的波形特振动环境中螺栓连接结构状态声发射试验研究167征，故障特征明显，易于识别，参数稳定性较好]。颗M8螺栓连接，用扭力扳手对试件上下部3个连声发射作为一门基础性和交叉性极强的学科之一，接螺栓依次同时施加3N．m、5N．m、10N．m、15N．近年来已渗透到几乎所有重要的自然科学和工程m、20N．m五级扭矩，每施加一级扭矩后，启

8、动振动技术领域。声发射技术能够在线监测，可提供活性台进行试验，振动持续时间2分钟，同时开启声发射缺陷随荷载、时问、温度等外变量随时间变化的实检测系统采集试验过程中试