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基于压电时间反演法的螺栓松动检测研究
  • ISSN号:1004-1699
  • 期刊名称:《传感技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB551[理学—物理;理学—声学] TH701[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,武汉430081
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51375354;51278084); 湖北省自然科学基金项目(2011CDA121)
中文摘要:

针对螺栓联接松动问题,研究了基于压电时间反演法的螺栓轴向力检测技术。采用压电材料分别作为激发器和传感器产生并接收超声波信号;利用时间反演技术的自适应聚焦效果及能有效提高信号信噪比的特性,将采集到的响应信号在时域上反演,作为激励信号再次发出,并采集二次激发后的聚焦信号,建立了聚焦信号幅值与螺栓预紧力的关系。实验结果显示,聚焦信号的幅值随着螺栓预紧力的增大而增大;当预紧力达到一定程度时聚焦信号会出现饱和现象;通过提高螺栓联接结构接触面粗糙度与接触面受力状态,能将饱和现象有效后移甚至消除,进而实现对整个螺栓额定载荷范围内螺栓预紧力的检测。基于压电时间反演法的螺栓松动检测技术在螺栓联接状态监测方面具有很好的应用前景。

英文摘要:

The piezoelectric time reversal method is used for bolt looseness detection. Experiments are conductedon bolt joints. Two piezoelectric patches are respectively bonded on the two different sides of a bolt joint used as ac-tuator generating ultrasonic signal and sensor. Using its self-adaptive focusing and high signal to noise ratio of thetime reversal technique,the received response signal is reversed in time domain and then is reemitted as an excita-tion signal to acquire time reversal focusing signals. The relationship between the time reversal focusing signal am-plitude and the bolt preload is achieved. The experiment results show that the time reversal focusing signal ampli-tude will increase with bolt preload increase. When bolt preload increase to a certain saturation value,the focusingsignal amplitude will remain unchanged. By increasing the contact surface roughness of bolt joint and the distanceof the bolt and piezoelectric patch,the saturation force will be delayed,thus the proposed piezoelectric time reversalmethod can measure the whole range of bolt preload. The experiments show that the piezoelectric time reversalmethod for bolt looseness detection has a good prospect application in bolt connection health monitoring.

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期刊信息
  • 《传感技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:东南大学 中国微米纳米技术学会
  • 主编:黄庆安
  • 地址:南京市四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:dzcg-bjb@163.com
  • 电话:025-83794925
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-1699
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1322/TN
  • 邮发代号:28-366
  • 获奖情况:
  • 2011-2012年获中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2012年获第四届中国高校优秀科技期刊奖,2011年获中国精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:18030