[发明专利]一种轴向预紧力单波测量方法

权利要求书

1.一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，包括：

步骤1，在紧固件的一个端面原位集成一个预紧力传感器；

步骤2，确定所述紧固件的参数；

步骤3，在不同温度下，测量超声波纵波发出到接收纵波第一次回波的声时差，获取所述紧固件的温度补偿标定曲线；

步骤4，在所述紧固件处于不受力的自然状态下，测量超声波纵波发出到接收纵波第一次回波的声时差，并将接收的纵波第一次回波作为参考回波；

步骤5，参考所述紧固件的实际使用状态，基于声弹性原理，获取相同工况下超声波纵波的声时差与所述紧固件轴向预紧力之间的轴向预紧力标定曲线；

步骤6，对所述紧固件施以预紧力，测量超声波纵波的声时差，对照上述轴向预紧力标定曲线，得出该超声波传播时间差相对应的紧固件轴向预紧力数值。

2.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，上述步骤2中的参数、步骤3中的温度补偿标定曲线、步骤4中的参考回波数据以及步骤5中的实际使用状态和轴向预紧力标定曲线均存储在数据库中。

3.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，步骤6中还包括：采用闭环反馈信号处理方法，记录参考回波的初始波形和位置，并根据紧固件受到预紧力伸长后纵波第一次回波信号移动的方向，锁定回波信号波，实时追踪纵波的回波波形。

4.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，所述预紧力传感器为薄膜压电换能传感器。

5.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，所述预紧力传感器集成于所述紧固件的上端面。

6.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，步骤1中，在所述紧固件端面标有识别码。

7.如权利要求6所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，所述识别码位于所述紧固件的上端面。

8.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，步骤2中的参数为：超声波声速、紧固件的材料参数和紧固件的使用状态参数。

9.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，步骤3中，标定温度补偿系数所采用的方法为：将所述紧固件依次置于至少3个不同的温度下一定时间，使所述紧固件本身的温度与环境温度一致，分别测量超声波纵波发出到接收被所述紧固件底面反射回来的纵波第一次回波的声时差，建立超声波纵波声时差随温度变化的关系曲线，确定温度补偿系数。

10.如权利要求1所述的一种轴向预紧力单波测量方法，其特征在于，步骤5中，标定超声波纵波声时差与所述紧固件轴向预紧力之间对应关系所采用的方法为：基于所述紧固件的实际使用状态，采用电子万能试验机从0KN到所述紧固件屈服范围内，等距给定一组至少5个标准的拉力值，测量对应拉力状态下超声波纵波的声时差，建立该工况下的超声波纵波的声时差与紧固件轴向预紧力之间的标定曲线。