1. Kort
De interne draad die door longitudinale golven wordt gebruikt en die is geselecteerd voor gebruik, wordt vastgezet doorgewone boutenen zelfborgende bouten, gekalibreerd met verschillende aanhaalstrategieën, en het verschil tussen ankerbouten en zelfborgende kalibratiekarakteristieken wordt geanalyseerd. Resultaat: De bout- en boutkalibratiemethode levert verschillende kalibratie-eigenschappen op. De vergrendelingstijd van de ketting zorgt ervoor dat de zelfkalibratie en de bijbehorende tijdschaal leiden tot verschillende resultaten. Door de normale bewegingscurve verschuiven de verkregen karakteristieke eigenschappen naar rechts.
2. Test filosofie
Momenteel wordt de ultrasone methode veelvuldig gebruikt in deaxiale krachttest van de boutOm het bevestigingspunt van het auto-onderdeel te bepalen, wordt vooraf de karakteristieke relatiecurve (boutkalibratiecurve) tussen de axiale kracht van de bout en het tijdsverschil van het ultrasone geluid verkregen. Vervolgens wordt het daadwerkelijke onderdeel getest. De axiale kracht van de bout in de aanhaalverbinding kan worden bepaald door het tijdsverschil van het ultrasone geluid van de bout te meten en dit te vergelijken met de kalibratiecurve. Het verkrijgen van de juiste kalibratiecurve is daarom van cruciaal belang voor de nauwkeurigheid van de meetresultaten van de axiale kracht van de bout in het daadwerkelijke onderdeel. Momenteel omvatten de ultrasone testmethoden hoofdzakelijk de enkelgolfmethode (d.w.z. de longitudinale golfmethode) en de transversale longitudinale golfmethode.
Bij het kalibreren van bouten zijn er veel factoren die de kalibratieresultaten beïnvloeden, zoals de klemlengte, temperatuur, aanhaalsnelheid van de machine, het gebruikte gereedschap, enzovoort. De meest gebruikte kalibratiemethode is momenteel de rotatie-aanhaalmethode. De bouten worden gekalibreerd op een boutentestbank, waarvoor ondersteunende armaturen voor de axiale krachtsensor nodig zijn, zoals een drukplaat en een inwendig schroefdraadgat-armatuur. De functie van het inwendig schroefdraadgat-armatuur is het vervangen van gewone moeren. Een anti-losraakconstructie wordt vaak gebruikt bij bevestigingspunten met een hoge veiligheidsfactor in autochassis om de betrouwbaarheid van de bevestiging te garanderen. Een van de huidige anti-losraakmaatregelen is de zelfborgende moer, oftewel de moer met effectieve koppelborging.
De auteur past de longitudinale golfmethode toe en gebruikt een zelfgemaakte inwendige schroefdraadmal om een gewone moer en een zelfborgende moer te selecteren voor de kalibratie van de bout. Door middel van verschillende aanhaalstrategieën en kalibratiemethoden wordt het verschil tussen de kalibratiecurve van de gewone moer en de zelfborgende moer voor de bout onderzocht. Op basis van axiale krachtmetingen van bevestigingsmiddelen in automobielsystemen worden enkele aanbevelingen gedaan.
Het testen van de axiale kracht van bouten met behulp van ultrasone technologie is een indirecte testmethode. Volgens het principe van sonoelasticiteit is de snelheid van geluidsvoortplanting in vaste stoffen gerelateerd aan de spanning, waardoor ultrasone golven gebruikt kunnen worden om de axiale kracht van bouten te bepalen [5-8]. De bout rekt uit tijdens het aandraaien en genereert tegelijkertijd axiale trekspanning. De ultrasone puls wordt van de kop van de bout naar de staart overgebracht. Door de plotselinge verandering in de dichtheid van het medium keert de puls terug langs het oorspronkelijke pad en ontvangt het oppervlak van de bout het signaal via het piëzo-elektrische keramiek. Het tijdsverschil Δt is evenredig met de rek. Het schematische diagram van de ultrasone test is weergegeven in Figuur 1.
Het testen van de axiale kracht van bouten met behulp van ultrasone technologie is een indirecte testmethode. Volgens het principe van sono-elasticiteit is de snelheid waarmee geluid zich in vaste stoffen voortplant gerelateerd aan de spanning, waardoor ultrasone golven gebruikt kunnen worden om de axiale kracht te meten.de axiale kracht van boutenTijdens het aandraaien rekt de bout uit en ontstaat er tegelijkertijd axiale trekspanning. De ultrasone puls wordt van de kop naar de staart van de bout overgebracht. Door de plotselinge verandering in de dichtheid van het medium keert de puls terug langs het oorspronkelijke pad, en het oppervlak van de bout ontvangt het signaal via het piëzo-elektrische keramiek. Het tijdsverschil Δt wordt weergegeven in figuur 1. Het schema van de ultrasone test is weergegeven in figuur 1. Het tijdsverschil is evenredig met de rek.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm en vervolgens de specificatie van de bouten. Gebruik gewone bouten om 5 van dergelijke bouten te bevestigen. Voer eerst een zelfborgingstest uit met verschillende soorten kalibratiesoldeerpasta. Dit is een kunstmatige spiraalplaat die past op de flens van de bout en wordt aangedrukt. Bij het scannen van de initiële golf (dat wil zeggen, het registreren van de oorspronkelijke L0) wordt de bout vervolgens met een gereedschap vastgedraaid tot 100 Nm + 30° (de zogenaamde type I-methode). De andere methode is het scannen van de initiële golf en het vastdraaien tot de gewenste grootte met een aanhaalpistool (ook wel type II-methode genoemd). Bij de tweede methode ontstaat er een bepaald type in dit proces (zoals weergegeven in Figuur 4). Figuur 6 toont de curve na kalibratie volgens de type I-methode voor gewone bouten en de zelfborgende bout. Figuur 6 toont de zelfborgende bout. Klasse I en Klasse II curves. De gebruiksmethode kan als volgt zijn: gebruik de aangepaste curve van de standaard ankerklasse, exact hetzelfde (alle punten gaan door de oorsprong met dezelfde segmentsnelheid en hetzelfde aantal punten); vergrendel het indextype van het ankerpunt (type I en ankermarkering, de helling van het intervalverschil en het aantal punten); verkrijg overeenkomsten.
Experiment 3 omvat het instellen van de Y3-coördinaat van de grafiekinstellingen in de software van het data-acquisitie-instrument als temperatuurcoördinaat (met behulp van een externe temperatuursensor), het instellen van de speling van de bout op 60 mm voor kalibratie, en het registreren van het koppel/de axiale kracht/de temperatuur en de hoekcurve. Zoals weergegeven in Figuur 8, is te zien dat de temperatuur continu stijgt tijdens het aandraaien van de bout, en dat deze temperatuurstijging als lineair kan worden beschouwd. Vier boutmonsters werden geselecteerd voor kalibratie met zelfborgende moeren. Figuur 9 toont de kalibratiecurves van de vier bouten. Het is te zien dat alle vier de curves naar rechts verschuiven, maar de mate van verschuiving verschilt. Tabel 2 registreert de afstand waarmee de kalibratiecurve naar rechts verschuift en de temperatuurstijging tijdens het aanhaalproces. Hieruit blijkt dat de mate waarin de kalibratiecurve naar rechts verschuift in principe evenredig is met de temperatuurstijging.
3. Conclusie en discussie
Tijdens het aandraaien wordt de bout blootgesteld aan een gecombineerde werking van axiale en torsiespanning. De resulterende kracht van beide zorgt er uiteindelijk voor dat de bout bezwijkt. Bij de kalibratie van de bout wordt alleen de axiale kracht van de bout weergegeven in de kalibratiecurve om de klemkracht van het bevestigingssysteem te bepalen. Uit de testresultaten in figuur 5 blijkt dat, hoewel het een zelfborgende moer betreft, de kalibratiecurve volledig overeenkomt met die van een gewone moer als de initiële lengte wordt gemeten nadat de bout handmatig is gedraaid tot het punt waarop deze bijna op het lageroppervlak van de drukplaat past. Dit toont aan dat in deze toestand de invloed van het zelfborgende koppel van de zelfborgende moer verwaarloosbaar is.
Als de bout direct met een elektrische moersleutel in de zelfborgende moer wordt vastgedraaid, verschuift de curve in zijn geheel naar rechts, zoals weergegeven in figuur 6. Dit toont aan dat het zelfborgende koppel de akoestische tijdsverschillen in de kalibratiecurve beïnvloedt. Het begin van de curve is naar rechts verschoven, wat aangeeft dat er nog geen axiale kracht wordt gegenereerd, zelfs niet wanneer de bout een bepaalde mate van rek vertoont, of dat de axiale kracht zeer klein is. Dit komt overeen met het feit dat de bout nog niet tegen de axiale krachtsensor is gedrukt. De rek van de bout op dit moment is dus duidelijk een valse rek, geen werkelijke rek. De reden voor deze valse rek is dat de warmte die door het zelfborgende koppel tijdens het vastdraaien wordt gegenereerd, de voortplanting van ultrasone golven beïnvloedt. Dit wordt weerspiegeld in de curve, die aangeeft dat de bout wel degelijk is uitgerekt en dus een effect heeft op de ultrasone golven. Voor figuur 6 wordt ook een zelfborgende moer gebruikt voor de kalibratie. De reden waarom de kalibratiecurve niet naar rechts verschuift, is dat er weliswaar wrijving optreedt bij het vastdraaien van de zelfborgende moer en er daardoor warmte ontstaat, maar deze warmte is al meegenomen in de meting van de initiële lengte van de bout. Bovendien is de kalibratietijd van de bout erg kort (meestal minder dan 5 seconden), waardoor het effect van de temperatuur niet zichtbaar is in de karakteristieke kalibratiecurve.
Uit de bovenstaande analyse blijkt dat de wrijvingsweerstand van de schroefdraad bij het luchtschroeven de temperatuur van de bout doet stijgen, waardoor de snelheid van de ultrasone golven afneemt. Dit manifesteert zich als een parallelle verschuiving van de kalibratiecurve naar rechts. Het koppel is evenredig met de warmte die door de wrijvingsweerstand wordt gegenereerd, zoals weergegeven in figuur 10. In tabel 2 worden de grootte van de verschuiving naar rechts van de kalibratiecurve en de temperatuurstijging van de bout tijdens het gehele aanhaalproces weergegeven. Hieruit blijkt dat de grootte van de verschuiving naar rechts van de kalibratiecurve consistent is met de mate van temperatuurstijging en een lineair evenredig verband vertoont. De verhouding is ongeveer 10,1. Ervan uitgaande dat de temperatuur met 10 °C stijgt, neemt het akoestische tijdsverschil met 101 ns toe, wat overeenkomt met een axiale kracht van 24,4 kN op de kalibratiecurve van de M12-bout. Vanuit een fysisch oogpunt wordt uitgelegd dat de temperatuurstijging de resonantie-eigenschappen van het boutmateriaal verandert, waardoor de snelheid van de ultrasone golf door het boutmedium verandert en vervolgens de ultrasone voortplantingstijd beïnvloedt.
4. Suggestie
Bij gebruik van gewone moer enzelfborgende moerOm de karakteristieke curve van de bout te kalibreren, zullen door de verschillende methoden verschillende kalibratiecurves worden verkregen. Het aanhaalmoment van de zelfborgende moer verhoogt de temperatuur van de bout, waardoor het ultrasone tijdsverschil toeneemt en de verkregen kalibratiecurve parallel naar rechts verschuift.
Tijdens de laboratoriumtest moet de invloed van temperatuur op de ultrasone golf zoveel mogelijk worden geëlimineerd, of moet dezelfde kalibratiemethode worden toegepast in beide fasen: de boutkalibratie en de axiale krachttest.
Geplaatst op: 19 oktober 2022
