法兰螺栓紧固力超声测量研究

作     者：卢秉伦 章兰珠 陈威 LU Bing-lun;ZHANG Lan-zhu;CHEN Wei

作者机构：华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年第396卷第2期

页      面：261-265页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 070206[理学-声学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51975213) 

主　　题：法兰螺栓 紧固力 超声波 渡越时间 极值法 

摘      要：针对法兰螺栓安装过程中紧固力难以测量和控制的问题,建立法兰螺栓超声测量模型并设计了法兰螺栓紧固力超声测试系统。系统首先基于FPGA和以太网技术设计了周期脉冲激励、数据采集、高速通讯传输、信号处理模块实现超声信号的发射和接收,并采用阈值法和极值法相结合来提高对超声渡越时间的测量精度,然后根据法兰螺栓超声测量模型计算得出螺栓紧固力大小。螺栓标定实验表明:法兰超声模型可靠,且标定系数的重复准确度达±2.4%;超声法—应变片法对比试验表明:所设计的测试系统能够实现螺栓紧固力的测量,与应变片法的相对误差不超过5%。