發(fā)布時(shí)間：2017-09-23 12:10

  本文關(guān)鍵詞：基于振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)的螺栓結(jié)構(gòu)緊固狀態(tài)檢測(cè)方法研究

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【摘要】：螺栓連接廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)及設(shè)備當(dāng)中,其連接狀態(tài)直接影響工作環(huán)境的可靠性與安全性,因此,螺栓的緊固度檢測(cè)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式主要依靠工人檢修,檢測(cè)效率低。而振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)作為一種無(wú)損檢測(cè)方法,對(duì)接觸型缺陷十分敏感,且易于實(shí)現(xiàn)在線快速檢測(cè),因此,本文采用振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)對(duì)螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了螺栓緊固程度的評(píng)價(jià)及松動(dòng)螺栓的定位。目前,國(guó)內(nèi)外有多種振動(dòng)聲調(diào)制模型,本文以“開(kāi)合理論”作為理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究,認(rèn)為調(diào)制現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于接觸界面在低頻作用下做張開(kāi)-閉合運(yùn)動(dòng),使通過(guò)的超聲受到調(diào)制作用。根據(jù)這一理論模型,定義了用于評(píng)價(jià)螺栓緊固程度的松動(dòng)指數(shù)LI,并提出計(jì)算方案,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明,該參數(shù)能夠較好地反應(yīng)螺栓的緊固程度。由于振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)仍處于研究階段,尚未有成熟的設(shè)備,因此本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,搭建了用于振動(dòng)聲調(diào)制檢測(cè)的硬件及軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了高頻信號(hào)及低頻信號(hào)的激勵(lì)、傳輸與接收;軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)利用Lab VIEW軟件實(shí)現(xiàn),主要用于信號(hào)的處理及松動(dòng)指數(shù)的計(jì)算。利用所搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)兩桿一螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,松動(dòng)指數(shù)LI與螺栓預(yù)緊力矩之間呈良好的負(fù)相關(guān)性,證明了實(shí)驗(yàn)方案的可行性與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可靠性。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn),研究了低頻激勵(lì)頻率與幅值、高頻激勵(lì)頻率與幅值及激勵(lì)/接收位置對(duì)調(diào)制效果的影響,結(jié)果表明,低頻激勵(lì)頻率應(yīng)選用結(jié)構(gòu)的固有頻率;低頻幅值越大調(diào)制效果越強(qiáng);高頻激勵(lì)幅值對(duì)調(diào)制效果影響較小;而高頻激勵(lì)頻率采用掃頻信號(hào)能有效減少誤差,并提高檢測(cè)效率;激勵(lì)/接收位置的選擇應(yīng)盡量使低頻與高頻信號(hào)在螺栓連接處產(chǎn)生調(diào)制后再被接收。為驗(yàn)證本文實(shí)驗(yàn)方案在檢測(cè)多螺栓復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面的可行性,對(duì)兩板多螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,采用ANSYS軟件模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,確定了實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇原則。提出了兩種實(shí)現(xiàn)松動(dòng)螺栓定位的檢測(cè)方案,其中“多點(diǎn)激勵(lì)法”能夠檢測(cè)出激勵(lì)位置附近螺栓的松緊程度,通過(guò)多次測(cè)量可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中松動(dòng)螺栓的定位,但工作量較大。“多點(diǎn)接收法”采用單點(diǎn)激勵(lì)、多點(diǎn)接收的方式,通過(guò)對(duì)比不同位置接收信號(hào)的松動(dòng)指數(shù),可對(duì)松動(dòng)螺栓位置進(jìn)行粗略判斷。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)損檢測(cè) 振動(dòng)聲調(diào)制 螺栓結(jié)構(gòu) 松動(dòng)指數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究的目的及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外螺栓結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法10-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述12-13
• 1.3 振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)研究進(jìn)展13-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)原理及松動(dòng)指數(shù)的定義19-26
• 2.1 振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)原理19-20
• 2.2 振動(dòng)/超聲相互作用模型20-23
• 2.3 松動(dòng)指數(shù)的定義及計(jì)算方法23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建及實(shí)驗(yàn)材料的制備26-39
• 3.1 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)26-29
• 3.1.1 低頻信號(hào)激勵(lì)26-27
• 3.1.2 高頻信號(hào)激勵(lì)27-28
• 3.1.3 信號(hào)的接收與處理28-29
• 3.2 軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)29-33
• 3.2.1 虛擬儀器技術(shù)簡(jiǎn)介29-30
• 3.2.2 軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)30-33
• 3.3 實(shí)驗(yàn)材料的制備33-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可行性驗(yàn)證35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的影響及優(yōu)化選擇39-51
• 4.1 低頻振動(dòng)頻率的影響39-41
• 4.2 低頻振動(dòng)幅值的影響41-43
• 4.3 高頻超聲頻率的影響43-46
• 4.4 高頻超聲幅值的影響46-47
• 4.5 激勵(lì)/接收位置的選擇47-48
• 4.6 兩桿一螺栓結(jié)構(gòu)的檢測(cè)48-50
• 4.7 本章小結(jié)50-51
• 第5章 多螺栓結(jié)構(gòu)檢測(cè)的模擬及實(shí)驗(yàn)研究51-65
• 5.1 低頻激勵(lì)頻率的選擇51-55
• 5.1.1 模態(tài)分析52-54
• 5.1.2 諧響應(yīng)分析54-55
• 5.2 低頻激振力的影響55-57
• 5.3 多螺栓結(jié)構(gòu)的初步檢測(cè)57-59
• 5.4 松動(dòng)螺栓的定位59-64
• 5.4.1 多點(diǎn)激勵(lì)法59-62
• 5.4.2 多點(diǎn)接收法62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果71-73
• 致謝73

，

本文編號(hào)：905172