[发明专利]一种螺栓预紧方法及系统

权利要求书

1.一种螺栓预紧方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取在预紧过程中螺栓的测量参数，根据测量参数获取螺栓在加载后预紧力的衰减曲线；

基于衰减曲线得到预紧力的衰减比例R；

根据目标预紧力F和预紧力衰减比例R获得补偿预紧力Fc；

以补偿预紧力Fc为设计载荷对螺栓进行预紧加载；

所述获取螺栓在加载后预紧力的衰减曲线的步骤包括：

在加载前获取螺栓的原始长度L0和螺栓无螺纹部分的杆部直径D；

基于螺栓无螺纹部分的杆部直径D获得螺栓无螺纹部分的杆部横截面积S；

通过加载工具对螺栓以目标预紧力F为设计载荷进行加载，获取加载后螺栓的伸长量；

移除加载工具，等待螺栓预紧力衰减，获取衰减过程中螺栓的伸长量；

基于螺栓的弹性模量E、螺栓无螺纹部分的杆部横截面积S、螺栓的伸长量和螺栓的原始长度L0计算螺栓在加载和衰减过程中的实际预紧力F1；

以时间轴为横坐标、以螺栓在加载和衰减过程中的实际预紧力F1为纵坐标建立坐标系，形成预紧力衰减曲线。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓预紧方法，其特征在于，所述基于衰减曲线得到实际预紧力的衰减比例R的步骤包括：

基于预紧力衰减曲线以及预紧力稳定判定条件获取预紧力稳定时间Tw，所述预紧力稳定判定条件为在Tw后实际预紧力持续24h最大衰减不大于阈值；

基于预紧力衰减曲线获得Tw时对应的实际预紧力Fw；

根据目标预紧力F和实际预紧力Fw之间的关系计算获得预紧力的衰减比例R，其中：

R＝(F-F_W)/F。

3.根据权利要求1所述的一种螺栓预紧方法，其特征在于，所述根据目标预紧力F和预紧力衰减比例R获得补偿预紧力Fc的步骤包括：

目标预紧力F、预紧力衰减比例R及补偿预紧力Fc之间的关系满足以下公式：F_c＝F/(1-R)；

通过公式F_c＝F/(1-R)计算获得补偿预紧力Fc。

4.根据权利要求1所述的一种螺栓预紧方法，其特征在于，所述以补偿预紧力Fc对螺栓进行预紧加载的步骤包括：

分多个阶段对螺栓加载预紧，加载预紧力逐级增加，最终阶段加载预紧力为Fc。

5.根据权利要求4所述的一种螺栓预紧方法，其特征在于，所述分多个阶段对螺栓加载预紧，加载预紧力逐级增加，最终阶段加载预紧力为Fc的步骤包括：

按照目标预紧力F的第一预设百分比或补偿预紧力Fc的第一预设百分比为设计载荷，通过加载工具对均匀布置于工件周向上待预紧的螺栓按照十字交叉对称法进行预紧；

按照目标预紧力F的第二预设百分比或补偿预紧力Fc的第二预设百分比为设计载荷，通过加载工具对均匀布置于工件周向上待预紧的螺栓按照十字交叉对称法进行预紧；其中第二预设百分比大于第一预设百分比；

按照补偿预紧力Fc的100％为设计载荷，通过加载工具对均匀布置于工件周向上待预紧的螺栓按照十字交叉对称法进行预紧。

6.根据权利要求4或5所述的一种螺栓预紧方法，其特征在于，在完成以补偿预紧力Fc对螺栓进行预紧加载的步骤后，还包括：

用校验值Fy对完成加载预紧后的螺栓进行加载，以对完成加载预紧后的螺栓进行预紧力校验；

若螺栓未发生转动；则确认校验合格；

若螺栓发生转动，则确认校验不合格。