[发明专利]多功能螺纹连接结构试验系统及性能优化方法

说明书

本发明公开了一种多功能螺纹连接结构试验系统及性能优化方法，包括拧紧装置、扭矩转速传感器、横向振动机、第一拉压力传感器、轴向振动机、第二拉压力传感器、超声波振荡器和位移传感器，其中，拧紧装置的输出端与所述轴向振动机的输出端面对设置，横向振动机的输出端与所述轴向振动机的输出端互呈夹角。本发明公开的多功能螺纹连接结构试验系统通过精确模拟连接结构的实际工况使得实验结果更准确，通过对连接结构的多项参数进行评估使得实验结果更加全面。本发明的性能优化方法，通过对获得的多项参数的评估与检测使得连接结构性能得到优化和提升。

技术领域

本发明涉及紧固件测试领域，尤其涉及到一种多功能螺纹连接结构试验系统及性能优化方法。

背景技术

螺纹连接结构是目前最广泛应用的机械联接件之一，主要应用于各种机械设备，如车辆、船舶、铁路、桥梁等。螺纹连接结构主要由被连接件、紧固件及相关组件组成，因受到动态载荷的作用，连接结构会出现松动、屈服变形或疲劳断裂现象，从而丧失连接作用，导致设备或部件失效破坏，甚至出现安全事故。

由于影响连接结构性能的因素多且作用机理复杂，比较有效的方法是通过模拟试验机研究连接结构性能的影响规律。国内外现有的模拟试验机，如国家标准GB/T10431-2008推荐的紧固件横向振动试验设备、GB/T13682-1992规定的紧固件疲劳试验方法，德国SCHATZ公司研制的模拟装配试验机、多功能螺栓紧固分析与紧固件横向振动一体试验系统，Junker防松试验机，Yamamoto等人研制的防松试验机等。这些试验机主要研究不同规格型号、摩擦系数、扭矩系数及夹紧力的紧固件，在施加不同振幅、频率、循环次数的动态工作载荷下，对紧固件防松、抗屈服及疲劳耐久性的影响规律，从而评估紧固件本身的性能。但是，目前仍没有一个通用、预测准确的模型或试验装置可以评估、测试并以此优化螺纹连接结构的性能。

发明内容

本发明提供了一种多功能螺纹连接结构试验系统及性能优化方法，旨在解决现有技术中螺纹连接结构的测试结果不够准确，不能对螺纹连接结构进行多项性能测试的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多功能螺纹连接结构试验系统，用于检测包括第一被连接件、第二被连接件和螺纹紧固件的螺纹连接结构，包括：

拧紧装置，用于连接于所述螺纹紧固件的端部；

扭矩转速传感器，用于测量所述拧紧装置施加的扭矩及拧紧速度；

横向振动机，用于连接于所述第一被连接件以施加横向动态载荷；

第一拉压力传感器，用于测量所述横向动态载荷；

轴向振动机，用于连接所述第二被连接件以施加轴向动态载荷；

第二拉压力传感器，用于测量所述轴向动态载荷

超声波振荡器，用于测量所述螺纹紧固件的轴向力；

位移传感器，用于测量所述第一被连接件和所述第二被连接件之间的相对滑移量；

其中，所述拧紧装置的输出端与所述轴向振动机的输出端面对设置，所述横向振动机的输出端与所述轴向振动机的输出端互呈夹角。

优选地，所述拧紧装置包括调速电机和与所述调速电机的输出轴连接的套筒，所述套筒用于夹持螺纹紧固件的端部。

优选地，所述调速电机和所述套筒之间通过联轴器连接。

优选地，所述多功能螺纹连接结构试验系统还包括第一夹具，所述第一拉压力传感器与所述第一被连接件的第一传力臂通过所述第一夹具连接。

优选地，所述多功能螺纹连接结构试验系统还包括横向导轨，所述第一夹具上设置有能在所述横向导轨上移动的第一导向块。