[发明专利]一种法兰紧固螺栓松动无损检测方法及其系统

权利要求书

1.一种法兰紧固螺栓松动无损检测方法，包括如下步骤：

步骤1，标定，具体包括：

11.在标定试件的正面并沿着该标定试件的表面上下均匀排列八个加速度传感器，标记每个传感器的编号；

12.所述的试件用柔性绳悬挂于悬架上，避免与地面接触，使试件处于自由下垂状态；

13.力锤由锤头、锤帽、锤把、以及力传感器组成，在标定试件的正面或者背面采用力锤对标定试件一个或者多个位置锤击标定试件；

14.各加速度传感器拾取所述力锤对所述标定试件的一个位置或者多个位置所实施的锤击动作而产生的敲击信号，所述的加速度传感器将力锤敲击信号转换为电信号，并将信号送入模态分析仪；

15.模态分析仪将所述的电信号经过放大、滤波以及对应的模态提取后送入计算机处理系统；

16.计算机系统及分析软件建立测量点的模型，对所述的电信号分别处理形成对应的响应函数和响应稳态图，根据响应稳态图选择相应的模态频率进行对比分析论证；

步骤2.设置工况

将工况设置为七种：工况1是所有的24颗螺栓全部拧紧；工况2是按顺时针顺序1个螺栓预紧力降为零，其他23个拧紧；工况3是按顺时针顺序4个螺栓预紧力降为零，其他20个拧紧；工况4是按顺时针顺序8个螺栓预紧力降为零，其他16个拧紧；工况5按顺时针顺序12个螺栓预紧力降为零，其余12个拧紧；工况6是按顺时针顺序16个螺栓预紧力降为零，其余8个拧紧；工况7按顺时针顺序20个螺栓预紧力降为零，其余4个拧紧；

步骤3，模态实验，具体包括

31.用所述的力锤敲击试件，由全部加速度传感器分别测量出工况1到工况7所有的模态信号，由全部加速度传感器将模态信号传输到模态分析仪中，由所述的模态分析仪处理相应的信号，将处理过的模态信号送入所述的计算机系统及分析软件中；

32.用所述的力锤在同一个位置多次敲击试件，由某一个加速度传感器分别测量出工况1到工况7所有的模态信号，由所述的某一个加速度传感器将模态信号传输到模态分析仪中，由所述的模态分析仪处理相应的信号，将所述的模态信号送入所述的计算机系统及分析软件中；

步骤4.数据分析，具体包括

41.由步骤31得到的各个工况下所有传感器的模态信号在各个工况下的模态响应曲线，通过对比分析不同工况下所有测试点的模态响应曲线变化情况和试件固有模态，分析该试件结构是否已经产生松动；

42.由步骤32得到的各个工况下某一个传感器的模态信号，得到该传感器的模态信号在不同工况下的模态响应曲线，当松动螺栓的数量不断增加时该传感器的模态信号的模态响应曲线会出现变化，每种工况与工况1相比较时，在特定频率附近处会出现突变，表明结构的特性发生了变化，由此可以推知松动已经发生；

43.单独分析每种工况中未松动螺栓处和松动螺栓处加速度传感器的响应情况，发现在螺栓出现松动时各个测试点不同的频率响应，从而初步发现螺栓出现松动；

44.分析所述的不同工况下相同敲击位置两个测试点的模态响应曲线，从而反推出螺栓松动发生的部位。

2.使用权利要求1所述的一种法兰紧固螺栓松动无损检测方法的系统，其特征在于：试件(3)用柔性绳(2)悬挂，呈自由下垂状态；试件的表面上下均匀排列若干个加速度传感器(6)，加速度传感器(6)通过数据传输线(7)连接模态分析仪(8)的输入端，模态分析仪(8)的输出端连接计算机处理系统(9)的输入端；用于敲击试件(3)的力锤(5)上设有力传感器(4)，力传感器(4)通过数据线连接模态分析仪(8)的输入端。