1. Bref
Le filetage interne utilisé par les ondes longitudinales et sélectionné pour être utilisé est fixé parboulons ordinairesLes boulons autobloquants, calibrés selon différentes stratégies de serrage, ont été analysés. Les courbes caractéristiques d'ancrage des boulons d'ancrage et des boulons autobloquants ont été comparées. Résultats : la méthode d'étalonnage des boulons et des boulons permet d'obtenir des caractéristiques d'étalonnage différentes. L'échelle de temps de verrouillage de la chaîne permet d'atteindre des objectifs différents. En raison de la courbe de mouvement normale, les différentes caractéristiques obtenues se déplaceront vers la droite.
2. Philosophie du test
À l’heure actuelle, la méthode ultrasonique est largement utilisée dans leessai de force axiale du boulonLe point de fixation du sous-système automobile, c'est-à-dire la courbe caractéristique (courbe d'étalonnage) entre la force axiale du boulon et la différence de temps de l'ultrason, est préalablement obtenue, puis le test du sous-système de la pièce est réalisé. La force axiale du boulon lors du serrage peut être obtenue en mesurant par ultrasons la différence de temps de l'ultrason et en se référant à la courbe d'étalonnage. Par conséquent, l'obtention d'une courbe d'étalonnage correcte est particulièrement importante pour la précision des résultats de mesure de la force axiale du boulon dans le sous-système de la pièce. Actuellement, les méthodes de contrôle par ultrasons comprennent principalement la méthode à onde unique (c'est-à-dire la méthode des ondes longitudinales) et la méthode des ondes longitudinales transversales.
Lors de l'étalonnage des boulons, de nombreux facteurs influencent les résultats, tels que la longueur de serrage, la température, la vitesse de la machine de serrage, l'outillage de fixation, etc. Actuellement, la méthode d'étalonnage des boulons la plus couramment utilisée est le serrage par rotation. Les boulons sont étalonnés sur un banc d'essai, ce qui nécessite la fabrication de supports pour le capteur de force axiale, à savoir une plaque de pression et un dispositif de fixation pour trou fileté interne. Ce dispositif remplace les écrous classiques. La conception anti-desserrage est généralement utilisée aux points de fixation à coefficient de sécurité élevé des châssis automobiles afin de garantir la fiabilité de la fixation. L'une des mesures anti-desserrage actuellement adoptées est l'écrou autobloquant, c'est-à-dire l'écrou de serrage à couple efficace.
L'auteur adopte la méthode des ondes longitudinales et utilise un dispositif de filetage interne fabriqué par ses soins pour sélectionner l'écrou ordinaire et l'écrou autobloquant afin d'étalonner le boulon. Grâce à différentes stratégies de serrage et méthodes d'étalonnage, il étudie la différence entre l'écrou ordinaire et l'écrou autobloquant pour étalonner la courbe du boulon. Les essais de force axiale sur les fixations des sous-systèmes automobiles proposent quelques recommandations.
Le test de la force axiale des boulons par ultrasons est une méthode d'essai indirecte. Selon le principe de sonoélasticité, la vitesse de propagation du son dans les solides est liée à la contrainte ; les ultrasons permettent donc de déterminer la force axiale des boulons [5-8]. Le boulon s'étire pendant le serrage, générant simultanément une contrainte de traction axiale. L'impulsion ultrasonore est transmise de la tête du boulon à sa queue. En raison du changement soudain de densité du milieu, celui-ci revient sur sa trajectoire initiale et la surface du boulon reçoit le signal via la céramique piézoélectrique. Différence de temps Δt. Le schéma 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 ultrasons est une méthode d'essai indirecte. Selon le principe de sonoélasticité, la vitesse de propagation du son dans les solides est liée à la contrainte ; les ultrasons permettent donc d'obtenir cette force.la force axiale des boulonsLe boulon s'étire pendant le serrage, générant simultanément une contrainte de traction axiale. L'impulsion ultrasonore est transmise de la tête du boulon à sa queue. En raison du changement soudain de densité du milieu, l'impulsion revient sur sa trajectoire initiale et la surface du boulon reçoit le signal via la céramique piézoélectrique. Différence de temps Δt. Le schéma du contrôle par ultrasons est présenté à la figure 1. La différence de temps est proportionnelle à l'allongement.
Français M12 mm × 1,75 mm × 100 mm puis la spécification 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, c'est une plaque en spirale artificielle pour ajuster la bride du boulon et appuyer Lors du balayage de l'onde initiale (c'est-à-dire en enregistrant le L0 d'origine), puis vissez-la à 100 N m + 30 ° avec un outil (appelé méthode de type I), et l'autre consiste à scanner l'onde initiale et à la visser à la taille cible avec un pistolet de serrage (appelé méthode de type I). Pour la deuxième méthode de type), il y aura un certain type dans ce processus (comme illustré à 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 le type autobloquant. La figure 6 est une classe autobloquante. Courbes de classe I et de classe II. La méthode d'utilisation peut être, utiliser la courbe personnalisée de la classe d'ancrage d'ancrage commune, exactement la même (tout passe 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 la configuration graphique 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 rotation à vide du boulon à 60 mm pour l'étalonnage et à enregistrer le couple, la force axiale, la température et la courbe de l'angle. Comme le montre la figure 8, on observe qu'avec le vissage continu du boulon, la température augmente de manière continue et peut être considérée comme linéaire. Les quatre échantillons de boulons ont été sélectionnés pour l'étalonnage avec des écrous autobloquants. La figure 9 présente les courbes d'étalonnage des quatre boulons. On constate que les quatre courbes sont toutes translatées vers la droite, mais avec un degré de translation différent. Le tableau 2 indique la distance de décalage vers la droite de la courbe d'étalonnage et l'augmentation de température pendant le serrage. On constate que le degré de décalage vers la droite de la courbe d'étalonnage est essentiellement proportionnel à l'augmentation de température.
3. Conclusion et discussion
Lors du serrage, le boulon est soumis à l'action combinée d'une contrainte axiale et d'une contrainte de torsion, et la force résultante des deux provoque finalement sa rupture. Lors de l'étalonnage du boulon, seule la force axiale est reflétée sur la courbe d'étalonnage pour fournir la force de serrage du sous-système de fixation. Les résultats d'essai de la figure 5 montrent que, bien qu'il s'agisse d'un écrou autobloquant, si la longueur initiale est enregistrée après rotation manuelle du boulon jusqu'au point où il est sur le point d'entrer en contact avec la surface d'appui de la plaque de pression, les résultats de la courbe d'étalonnage coïncident parfaitement avec ceux d'un écrou ordinaire. Cela montre que, dans cet état, l'influence du couple de blocage de l'écrou autobloquant est négligeable.
Si le boulon est serré directement dans l'écrou autobloquant à l'aide d'un pistolet électrique, la courbe se décale globalement vers la droite, comme illustré à la figure 6. Ceci montre que le couple autobloquant affecte la différence de temps acoustique dans la courbe d'étalonnage. Observez le segment initial de la courbe décalé vers la droite, indiquant que la force axiale n'est toujours pas générée même si le boulon présente un certain allongement, ou si la force axiale est très faible, ce qui équivaut à ce que le boulon n'ait pas été pressé contre le capteur de force axiale. En cas d'étirement, l'allongement du boulon à ce moment est manifestement un faux allongement, et non un allongement réel. Ce faux allongement est dû à la chaleur générée par le couple autobloquant lors du serrage à l'air, qui affecte la propagation des ondes ultrasonores, ce qui se reflète sur la courbe. Cela indique que le boulon a été allongé, ce qui indique que la température a un effet sur l'onde ultrasonore. Dans la figure 6, l'écrou autobloquant est également utilisé pour l'étalonnage. Cependant, la courbe d'étalonnage ne se décale pas vers la droite car, malgré le frottement lors du vissage, de la chaleur est générée. Or, cette chaleur a été prise en compte dans l'enregistrement de la longueur initiale du boulon. Ce dernier 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 lors du vissage pneumatique entraîne une augmentation de la température du boulon, ce qui réduit la vitesse des ondes ultrasonores, ce qui se traduit par un décalage parallèle de la courbe d'étalonnage vers la droite. Le couple, tous deux proportionnels à la chaleur générée par le frottement du filetage, est illustré à la figure 10. Le tableau 2 présente l'amplitude du décalage vers la droite de la courbe d'étalonnage et l'augmentation de la température du boulon pendant tout le processus de serrage. On constate que l'amplitude du décalage vers la droite de la courbe d'étalonnage est cohérente avec le degré d'augmentation de la température et présente une relation linéaire proportionnelle. Le rapport est d'environ 10,1. En supposant une augmentation de la température de 10 °C, la différence de temps acoustique augmente de 101 ns, ce qui correspond à une 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 de résonance 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. Suggestion
Lors de l'utilisation d'écrous ordinaires etécrou autobloquantPour étalonner la courbe caractéristique du boulon, différentes méthodes permettent d'obtenir des courbes caractéristiques d'étalonnage différentes. Le couple de serrage de l'écrou autobloquant augmente la température du boulon, ce qui accroît la différence de temps ultrasonore, et la courbe caractéristique d'étalonnage obtenue se décale parallèlement vers la droite.
Lors du 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.
Date de publication : 19 octobre 2022
