本發明涉及螺栓連接孔邊應力測量方法和系統。

背景技術：

在結構裝配中，常采用干涉配合進行螺栓連接，以提高緊固件孔結構的疲勞性能。在連接時，可能出現被連接件間的間隙和孔的干涉量等因素與設計偏離的現象，而這些偏離又無法消除，只能進行強迫裝配。針對偏離裝配，如何清楚掌握裝配結構應力和結構性能顯得尤為重要。

為了能夠得到螺栓裝配后的孔邊應力狀態，需要現場精確測量得到孔邊應力。目前有文獻研究表明可以通過數值計算方法計算得到孔邊應力，但數值計算用到的孔徑、桿徑、預緊力等參數的測量與實際還是存在一定差異，導致數值計算仍不能精確表達真實結構的強度。而且，由于各種空間限制和干涉的原因(例如螺栓頭和螺母壓在被連接板表面)難以實現在現場結構中測量孔邊應力。

對于現場測量孔邊應力，有些專利提出了一些方案。例如，專利cn201510707570(一種拉壓載荷作用下線彈性板橢圓孔邊應力集中系數的測量方法)，通過制備相同的構件進行圓孔的應力測量，推算橢圓孔的應力集中。專利cn201120097942(復合材料開孔結構的孔邊應力檢測系統)，通過對鉆孔周邊光柵進行定位和測量得到應力。然而，上述專利都未解決在裝配原結構孔邊螺母區域測量應力的問題。

技術實現要素：

本發明的一個目的在于，克服現有螺栓連接孔邊應力測量方法和系統的上述缺陷，提供一種新的螺栓連接孔邊應力測量方法和系統，實現螺栓連接孔邊應力的精確測量。

本發明的以上目的通過一種螺栓連接孔邊應力測量方法來實現，該螺栓連接孔邊應力測量方法包括：

在被連接件表面的孔邊粘貼應變片，粘貼后進行應變測量；

將螺栓打入所述被連接件的孔中，打入后再次進行應變測量；

將測量輔助墊板套設在所述螺栓上，其中，所述測量輔助墊板中開設有凹槽，套設時使所述應變片容納于所述凹槽中，使所述測量輔助墊板壓至所述被連接件上；

將替代螺母安裝在所述螺栓上，擰緊后再次進行應變測量。。

根據上述技術方案，本發明的螺栓連接孔邊應力測量方法能起到以下有益技術效果：實現螺栓連接孔邊應力的精確測量。

較佳的是，螺栓連接孔邊應力測量方法還包括：將所述替代螺母拆下，將所述測量輔助墊板拆下，清除所述應變片，安裝正式螺母。

較佳的是，所述測量輔助墊板包括手柄部和一體形成于所述手柄部的凸臺部，所述凹槽開設于所述凸臺部中。

較佳的是，在將替代螺母安裝在所述螺栓上時，扶住所述手柄部以防止所述測量輔助墊板轉動。

較佳的是，所述替代螺母與所述正式螺母相同。

本發明的以上目的還通過一種螺栓連接孔邊應力測量系統來實現，該螺栓連接孔邊應力測量系統包括：

應變片，所述應變片粘貼在被連接件表面的孔邊；

螺栓，所述螺栓被打入所述被連接件的孔中；

測量輔助墊板，所述測量輔助墊板套設在所述螺栓上，其中，所述測量輔助墊板中開設有凹槽，套設時使所述應變片容納于所述凹槽中，使所述測量輔助墊板壓至所述被連接件上；

替代螺母，所述替代螺母構造成：在所述測量輔助墊板套設在所述螺栓上且壓至所述被連接件上之后，所述替代螺母安裝在所述螺栓上。

根據上述技術方案，本發明的螺栓連接孔邊應力測量系統能起到以下有益技術效果：實現螺栓連接孔邊應力的精確測量。

較佳的是，螺栓連接孔邊應力測量系統還包括正式螺母，所述正式螺母構造成：在將所述替代螺母拆下、將所述測量輔助墊板拆下、清除所述應變片之后，安裝所述正式螺母。

較佳的是，所述測量輔助墊板包括手柄部和一體形成于所述手柄部的凸臺部，所述凹槽開設于所述凸臺部中。

較佳的是，在將替代螺母安裝在所述螺栓上時，扶住所述手柄部以防止所述測量輔助墊板轉動。

較佳的是，所述替代螺母與所述正式螺母相同。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的螺栓連接孔邊應力測量方法的流程圖。

圖2是本發明一實施例的螺栓連接孔邊應力測量系統的示意圖。

圖3是本發明一實施例的螺栓連接孔邊應力測量系統的測量輔助墊板的立體圖。

附圖標記列表

1、螺栓

2、應變片

3、測量輔助墊板

4、被連接件

5、替代螺母

31、手柄部

32、凸臺部

33、凹槽

具體實施方式

以下將描述本發明的具體實施方式，需要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳盡的描述。應當可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設計項目的過程中，為了實現開發者的具體目標，為了滿足系統相關的或者商業相關的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發過程中所作出的努力可能是復雜并且冗長的，然而對于與本發明公開的內容相關的本領域的普通技術人員而言，在本公開揭露的技術內容的基礎上進行的一些設計、制造或者生產等變更只是常規的技術手段，不應當理解為本公開的內容不充分。

除非另作定義，權利要求書和說明書中使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬技術領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及權利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“一個”或者“一”等類似詞語并不表示數量限制，而是表示存在至少一個。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，也不限于是直接的還是間接的連接。

圖1是本發明一實施例的螺栓連接孔邊應力測量方法的流程圖。圖2是本發明一實施例的螺栓連接孔邊應力測量系統的示意圖。圖3是本發明一實施例的螺栓連接孔邊應力測量系統的測量輔助墊板的立體圖。

如圖1-3所示，根據本發明的螺栓連接孔邊應力測量方法包括：

在被連接件4(例如，呈板狀形式)表面的孔邊粘貼應變片2(根據需求，可環向粘貼也可徑向粘貼)，粘貼后連接好數據線進行應變測量；

將螺栓1打入被連接件4的孔中(例如按照預定的工藝規范)，打入后再次進行應變測量(記錄干涉配合產生的應變值)；

將測量輔助墊板3套設在螺栓1上，其中，測量輔助墊板3中開設有凹槽33，套設時使應變片4容納于凹槽33中，使測量輔助墊板3壓至被連接件4上；

將替代螺母5安裝在螺栓1上(例如按照預定工藝規范的擰緊力矩)，擰緊后再次進行應變測量(記錄應變值，即裝配后的孔邊應變)。

這樣，本發明的螺栓連接孔邊應力測量方法能實現螺栓連接孔邊應力的精確測量。

具體地說，與現有技術相比，本發明通過采用開設有凹槽的測量輔助墊板，實現了螺母與被連接件接觸面間孔邊應力的測量，有效地解決了孔邊應力無法精確測量的問題；實現了裝配中的各種偏離對孔邊應力的影響的定量測量，獲得的實測數據可用于解釋工程問題，有利于裝配螺栓孔應力研究和產品質量控制。

較佳的是，螺栓連接孔邊應力測量方法還包括：將替代螺母5拆下，將測量輔助墊板3拆下，清除應變片4(較佳地，還對被連接件4的表面進行處理)，安裝正式螺母(例如按照預定的工藝規范)。

較佳的是，如圖3所示，測量輔助墊板3包括手柄部31和一體形成于手柄部31的凸臺部32，凹槽33開設于凸臺部32中。

較佳的是，如圖2-3所示，在將替代螺母5安裝在螺栓1上時，扶住手柄部31以防止測量輔助墊板3轉動。

較佳的是，替代螺母5與正式螺母相同。

也就是說，替代螺母5為臨時使用的螺母，其材料、螺紋、直徑等與正式螺母一致。

較佳的是，如圖3所示，凸臺部32的內孔和外徑分別與替代螺母5(或正式螺母)的內徑和外徑相一致。較佳的是，如圖3所示，測量輔助墊板3中也設有孔，以便將測量輔助墊板3套設在螺栓1上，該孔的內徑與替代螺母5(或正式螺母)的內徑相一致。

如圖2-3所示，根據本發明的螺栓連接孔邊應力測量系統包括：

應變片2，應變片2粘貼在被連接件4表面的孔邊；

螺栓1，螺栓1被打入被連接件4的孔中；

測量輔助墊板3，測量輔助墊板3套設在螺栓1上，其中，測量輔助墊板3中開設有凹槽33，套設時使應變片2容納于凹槽33中，使測量輔助墊板3壓至被連接件4上；

替代螺母5，替代螺母5構造成：在測量輔助墊板3套設在螺栓1上且壓至被連接件4上之后，替代螺母5安裝在螺栓1上。

這樣，本發明的螺栓連接孔邊應力測量系統能實現螺栓連接孔邊應力的精確測量。

較佳的是，螺栓連接孔邊應力測量系統還包括正式螺母，正式螺母構造成：在將替代螺母5拆下、將測量輔助墊板3拆下、清除應變片2之后，安裝正式螺母。

較佳的是，如圖3所示，測量輔助墊板3包括手柄部31和一體形成于手柄部31的凸臺部32，凹槽33開設于凸臺部32中。

較佳的是，如圖2-3所示，在將替代螺母5安裝在螺栓1上時，扶住手柄部31以防止測量輔助墊板3轉動。

較佳的是，替代螺母5與正式螺母相同。

上面已經描述了一些示例性實施例。然而，應該理解的是，可以做出各種修改。例如，如果所描述的技術以不同的順序執行和/或如果所描述的系統、架構、設備或電路中的組件以不同方式被組合和/或被另外的組件或其等同物替代或補充，則可以實現合適的結果。相應地，其他實施方式也落入權利要求的保護范圍內。