1. Bref
Le filetage interne utilisé par les ondes longitudinales et sélectionné pour être utilisé est fixé parboulons ordinaireset des boulons autobloquants, calibrés par différentes stratégies de serrage, et la différence entre les boulons d'ancrage et les courbes caractéristiques d'ancrage d'étalonnage autobloquants est analysée. Résultat : La méthode d'étalonnage des boulons et des boulons obtiendra différentes caractéristiques d'étalonnage, l'échelle de temps de verrouillage de la chaîne fait que l'auto-étalonnage de l'auto-étalonnage et l'échelle de temps d'auto-étalonnage de l'auto-étalonnage conduisent à des cibles différentes. En raison de la courbe de mouvement normale, les différentes caractéristiques obtenues se déplaceront vers la droite.
2. Philosophie des tests
Actuellement, la méthode ultrasonique est largement utilisée dans leessai de force axiale du boulondu point de fixation du sous-système automobile, c'est-à-dire que la courbe caractéristique de relation (courbe d'étalonnage du boulon) entre la force axiale du boulon et la différence de temps du son ultrasonique est obtenue à l'avance, et le test ultérieur du sous-système de pièce réel est effectué. La force axiale du boulon dans la connexion de serrage peut être obtenue en mesurant par ultrasons la différence de temps sonore du boulon et en se référant à la courbe d'étalonnage. Par conséquent, l’obtention de la courbe d’étalonnage correcte est particulièrement importante pour la précision des résultats de mesure de la force axiale des boulons dans le sous-système de pièce réel. À l'heure actuelle, les méthodes de test par ultrasons comprennent principalement la méthode à onde unique (c'est-à-dire la méthode à onde longitudinale) et la méthode à onde longitudinale transversale.
Dans le processus d'étalonnage des boulons, de nombreux facteurs affectent les résultats de l'étalonnage, tels que la longueur de serrage, la température, la vitesse de la machine de serrage, l'outillage de fixation, etc. À l'heure actuelle, la méthode d'étalonnage des boulons la plus couramment utilisée est la méthode de serrage par rotation. Les boulons sont calibrés sur le banc d'essai des boulons, ce qui nécessite la production de fixations de support pour le capteur de force axiale, qui sont la plaque de pression et la fixation du trou fileté interne. La fonction du trou fileté interne est de remplacer les écrous ordinaires. La conception anti-lâche est généralement utilisée dans les points de connexion de fixation avec un facteur de sécurité élevé du châssis automobile pour garantir la fiabilité de sa fixation. L'une des mesures anti-desserrage actuellement adoptées est l'écrou autobloquant, c'est-à-dire l'écrou de blocage à couple efficace.
L'auteur adopte la méthode des ondes longitudinales et utilise le dispositif de filetage interne fabriqué par lui-même pour sélectionner l'écrou ordinaire et l'écrou autobloquant pour calibrer le boulon. Grâce à différentes stratégies de serrage et méthodes d'étalonnage, la différence entre l'écrou ordinaire et l'écrou autobloquant pour calibrer la courbe du boulon est étudiée. Les tests de force axiale des fixations des sous-systèmes automobiles formulent quelques recommandations.
Le test de la force axiale des boulons par technologie ultrasonique est une méthode de test indirecte. Selon le principe de sonoélasticité, la vitesse de propagation du son dans les solides est liée à la contrainte, les ondes ultrasonores peuvent donc être utilisées pour obtenir la force axiale des boulons [5-8]. Le boulon s'étire pendant le processus de serrage et génère en même temps une contrainte de traction axiale. L'impulsion ultrasonique sera transmise de la tête du boulon à la queue. En raison du changement soudain de la densité du milieu, celui-ci reviendra le long du chemin d'origine et la surface du boulon recevra le signal à travers la céramique piézoélectrique. différence de temps Δt. Le diagramme schématique du test par ultrasons est présenté à la figure 1. La différence de temps est proportionnelle à l'allongement.
Le test de la force axiale des boulons par technologie ultrasonique est une méthode de test indirecte. Selon le principe de sonoélasticité, la vitesse de propagation du son dans les solides est liée à la contrainte, les ondes ultrasonores peuvent donc être utilisées pour obtenirla force axiale des boulons. Le boulon s'étire pendant le processus de serrage et génère en même temps une contrainte de traction axiale. L'impulsion ultrasonique sera transmise de la tête du boulon à la queue. En raison du changement soudain de la densité du milieu, celui-ci reviendra le long du chemin d'origine et la surface du boulon recevra le signal à travers la céramique piézoélectrique. différence de temps Δt. Le diagramme schématique du test par ultrasons est présenté à la figure 1. La différence de temps est proportionnelle à l'allongement.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm, puis les spécifications des boulons, utilisez des boulons ordinaires pour fixer 5 de ces boulons, utilisez d'abord le test d'auto-ancrage avec différentes formes de pâte à souder d'étalonnage, il s'agit d'une plaque en spirale artificielle pour boulonner la bride et appuyez sur Lors de la numérisation de l'onde initiale (c'est-à-dire l'enregistrement de l'original L0), puis vissez-la à 100 N m + 30 ° avec un outil (appelé méthode de type I), et l'autre consiste à numériser l'onde initiale et à la visser à la taille cible avec un pistolet de serrage (appelée méthode de type I). Pour la méthode du deuxième type), il y aura un certain type dans ce processus (comme le montre la figure 4) 5 est le boulon ordinaire et la méthode autobloquante La courbe après étalonnage selon la méthode de type I La figure 6 est la méthode autobloquante. type de verrouillage. La figure 6 est une classe autobloquante. Courbes de classe I et classe II. La méthode d'utilisation peut être, utiliser la courbe personnalisée de la classe d'ancrage commune, exactement la même (tous passent par l'origine avec le même taux de segment et le même nombre de points) ; verrouiller le type d'index du type de point d'ancrage (type I et marque d'ancrage, la pente de la différence d'intervalle et le nombre de points) ; obtenir des similitudes)
L'expérience 3 consiste à définir la coordonnée Y3 de Graph Setup dans le logiciel de l'instrument d'acquisition de données comme coordonnée de température (à l'aide d'un capteur de température externe), à régler la distance de ralenti du boulon à 60 mm pour l'étalonnage et à enregistrer le couple/force axiale/ température et la courbe de l'angle. Comme le montre la figure 8, on peut voir qu'avec le vissage continu du boulon, la température augmente continuellement et l'augmentation de la température peut être considérée comme linéaire. Les quatre échantillons de boulons ont été sélectionnés pour un étalonnage avec des écrous autobloquants. La figure 9 montre les courbes d'étalonnage des quatre boulons. On voit que les quatre courbes sont toutes translatées vers la droite, mais le degré de translation est différent. Le tableau 2 enregistre la distance sur laquelle la courbe d'étalonnage se déplace vers la droite et l'augmentation de la température pendant le processus de serrage. On peut voir que le degré de déplacement de la courbe d’étalonnage vers la droite est fondamentalement proportionnel à l’augmentation de la température.
3. Conclusion et discussion
Le boulon est soumis à l'action combinée d'une contrainte axiale et d'une contrainte de torsion pendant le serrage, et la force résultante des deux fait finalement céder le boulon. Lors de l'étalonnage du boulon, seule la force axiale du boulon est reflétée sur la courbe d'étalonnage pour fournir la force de serrage du sous-système de fixation. Il ressort des résultats des tests de la figure 5 que, bien qu'il s'agisse d'un écrou autobloquant, si la longueur initiale est enregistrée après que le boulon a été tourné manuellement jusqu'au point où il est sur le point de s'adapter à la surface d'appui de la pression plaque, les résultats de la courbe d'étalonnage coïncident complètement avec ceux de l'écrou ordinaire. Ceci montre que dans cet état, l'influence du couple autobloquant de l'écrou autobloquant est négligeable.
Si le boulon est directement serré dans l'écrou autobloquant avec un pistolet électrique, la courbe se déplacera globalement vers la droite, comme le montre la figure 6. Cela montre que le couple autobloquant affecte la différence de temps acoustique dans l'étalonnage. courbe. Observez le segment initial de la courbe décalé vers la droite, indiquant que la force axiale n'est toujours pas générée à condition que le boulon ait un certain allongement, ou que la force axiale est très faible, ce qui équivaut à celle du boulon. n'a pas été pressé contre le capteur de force axiale. L'étirement, évidemment l'allongement du boulon à ce moment-là est un faux allongement, pas un véritable allongement. La raison du faux allongement est que la chaleur générée par le couple autobloquant pendant le processus de serrage à l'air affecte la propagation des ondes ultrasonores, qui se reflètent sur la courbe. Cela montre que le boulon a été allongé, ce qui indique que la température a un effet sur l'onde ultrasonore. Pour la figure 6, l'écrou autobloquant est également utilisé pour l'étalonnage, mais la raison pour laquelle la courbe d'étalonnage ne se déplace pas vers la droite est que bien qu'il y ait une friction lors du vissage de l'écrou autobloquant, de la chaleur est générée, mais la chaleur a été inclus dans l’enregistrement de la longueur initiale du boulon. Il a été effacé et le temps d'étalonnage du boulon est très court (généralement inférieur à 5 s), de sorte que l'effet de la température n'apparaît pas sur la courbe caractéristique d'étalonnage.
L'analyse ci-dessus montre que le frottement du filetage dans le vissage pneumatique provoque une augmentation de la température du boulon, ce qui réduit la vitesse des ondes ultrasonores, ce qui se manifeste par un déplacement parallèle de la courbe d'étalonnage vers la droite. Couple, tous deux proportionnels à la chaleur générée par le frottement du filetage, comme le montre la figure 10. Dans le tableau 2, l'ampleur du déplacement vers la droite de la courbe d'étalonnage et l'augmentation de la température du boulon pendant tout le processus de serrage sont prises en compte. On peut voir que l'ampleur du déplacement vers la droite de la courbe d'étalonnage est cohérente avec le degré d'augmentation de la température et a une relation proportionnelle linéaire. Le rapport est d'environ 10,1. En supposant que la température augmente de 10 °C, la différence de temps acoustique augmente de 101 ns, ce qui correspond à la force axiale de 24,4 kN sur la courbe d'étalonnage du boulon M12. D'un point de vue physique, il est expliqué que l'augmentation de la température entraînera une modification de la propriété résonante du matériau du boulon, de sorte que la vitesse des ondes ultrasonores à travers le milieu du boulon change et affecte ensuite le temps de propagation des ultrasons.
4. Suggestions
Lorsque vous utilisez un écrou ordinaire etécrou autobloquantpour calibrer la courbe caractéristique du boulon, différentes courbes caractéristiques d'étalonnage seront obtenues grâce à différentes méthodes. Le couple de serrage de l'écrou autobloquant augmente la température du boulon, ce qui augmente la différence de temps ultrasonique, et la courbe caractéristique d'étalonnage obtenue se déplacera vers la droite en parallèle.
Pendant le test en laboratoire, l'influence de la température sur l'onde ultrasonore doit être éliminée autant que possible, ou la même méthode d'étalonnage doit être adoptée dans les deux étapes d'étalonnage des boulons et de test de force axiale.
Heure de publication : 19 octobre 2022