Page 26 - 理化检验-物理分册2021年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202102002

普通螺母及自锁螺母对螺栓标定特征曲线的影响

贾金龙,张桂明,李晨阳

( 泛亚汽车技术中心有限公司,上海 201201 )
摘 要: 采用纵波法并使用自制的内螺纹夹具, 分别选择普通螺母和自锁螺母来标定螺栓, 通过
不同的拧紧策略和标定方法, 分析普通螺母和自锁螺母标定螺栓特征曲线的差异。结果表明: 采用
普通螺母和自锁螺母标定螺栓因方法不同会获得不同的标定特征曲线, 自锁螺母的锁紧扭矩使螺
栓温度升高导致超声波声时差增加, 因此获得的标定特征曲线会平行右移。

关键词: 普通螺母;自锁螺母;标定特征曲线;螺栓标定;轴向应力

中图分类号: TG115 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 02-0008-05

InfluenceofCommonNutandSelf-lockin gNutonBoltCalibration

CharacteristicCurve

JIAJinlon g ZHANGGuimin g LIChen y an g
,
,

( PanAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo. , Ltd. , Shan g hai201201 , China )

Abstract : Usin g lon g itudinalwavemethodandself-madeinternalthreadfixture , thecommonnutandself-

lockin gnutwereselectedtocalibratetheboltres p ectivel y .Throu g hdifferentti g htenin gstrate g iesandcalibration

methods , thedifferenceofcharacteristiccurvesoftheboltcalibratedb ycommonnutandself-lockin gnutwere

anal y zed.Theresultsshowthatdifferentcalibrationcharacteristiccurvescanbeobtainedb yusin g commonnutand

self-lockin gnutbecausethe method wasdifferent.Thelockin gtor q ueoftheself-lockin g nut madethebolt

tem p eraturerise , resultedintheincreaseofultrasonictimedifference , sotheobtainedcalibrationcharacteristic

curvewillmovep aralleltotheri g ht.

Ke y words : commonnut ; self-lockin gnut ; calibrationcharacteristiccurve ; boltcalibration ; axialstress
汽车子系统紧固点的螺栓轴力测试目前广泛 试验台上对螺栓进行标定, 这就需要制作轴力传感
采用超声 波 法 [ 1 ] , 即 预 先 获 得 螺 栓 轴 力 和 超 声 波 器的配套夹具, 分别是压板和内螺纹孔夹具, 内螺纹
声时差之间的关 系 特 征 曲 线 ( 螺 栓 标 定 曲 线), 后 孔夹具的作用是替代普通螺母。在汽车底盘安全系
续在实际零件子系统试验中通过超声波测出螺栓 数要求较高的紧固连接点中通常采用防松设计来保
声时差并参照标定曲线就能得到紧固连接中螺栓 证其紧固的可靠性, 目前采用的防松措施之一是自
的轴力。因 此, 获 取 正 确 的 标 定 曲 线 对 实 际 零 件 锁螺母, 即有效力矩锁紧螺母 [ 4 ] 。
子系统中 螺 栓 轴 力 测 量 结 果 的 准 确 性 尤 为 重 要。 笔者采用纵波法并使用自制的内螺纹夹具, 分
目前超声波测试方法主要有单波法( 即纵波法) 和 别选择普通螺母和自锁螺母来标定螺栓, 通过不同
横纵波法 [ 2-3 ] 。 的拧紧策略和标定方法, 研究采用普通螺母和自锁
在螺栓标定过程中, 影响标定结果的因素较多, 螺母来标定螺栓曲线的差异, 并对汽车子系统紧固
如夹持长度、 温度、 拧紧机转速、 夹具工装等。目前 件轴力试验提出了一些建议。
采用较多的螺栓标定方法是旋转拧紧方法, 在螺栓
1 声弹性测试原理

超声波技术测试螺栓轴力是一种间接的测试方
收稿日期: 2020-08-21
作者简介: 贾金龙( 1986- ), 男, 工程师, 主要从事子系统紧固连 法, 根据声弹性原理, 声音在固体中传播的速度与应
力有关, 因 此 可 以 借 助 超 声 波 来 获 得 螺 栓 的 轴 向
接点螺栓扭矩轴力测试研究, materials- j ia@163.com
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