CN108253006A - 一种基于力致变色涂层的垫圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于力致变色涂层的智能防松垫圈，保证螺栓连接的安全可靠。该智能垫圈由力致变色涂层、防松垫圈组成；垫圈的顶端带有力致变色涂层。该专利技术可实现垫圈连接的安全可靠，而且结构重量轻，拆装方便，维护性和维修性好，可有效预防关键结构连接因为垫圈松弛、断裂引发的事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于力致变色涂层的垫圈，保证飞机关键结构螺栓连接的有效性，尤其是螺栓连接的关键结构。
背景技术
螺栓连接是飞机结构必不可少的重要连接件，对航空结构的安全和效率有着至关重要的作用。螺栓连接在变载荷、振动和冲击作用下，以及工作温度变化很大时可能松动。松动后会引起预紧力减小甚至丧失，从而无法保证连接的紧密性，造成连接件过早产生疲劳破坏，最后导致发生故障。
智能垫圈是一种能够主动反映螺栓紧固后是否松动的主动防松垫圈，通过垫圈上的智能变色涂层对螺栓连接的应力变化做出实时响应，以方便维护检测时查看螺栓连接处螺栓的松动与否，以保证螺栓连接的安全可靠，从传统的被动的观察到主动的实时呈现松动的信息，以提高螺栓连接的可靠性和安全性。
发明内容
本发明提供一种基于力致变色涂层的垫圈，它是将压电陶瓷材料作为垫圈基材，表面辅以电致变色涂层，通过螺栓紧固的轴向预紧力对智能垫圈产生轴向的压力，驱动垫圈产生电流，导致涂层在电流的作用下变色表明螺栓拧紧，当螺栓松动预紧力减小或消失，智能垫圈的电流消失、智能涂层恢复原色表明螺栓松动。发明目的
该发明的目的是设计一种基于力致变色涂层的垫圈，需要满足背景技术中对该垫圈的技术要求。
技术方案
一种基于力致变色涂层的垫圈，包括压片垫圈(1)、电致变色涂层(2)，压电陶瓷垫圈(3)；压电陶瓷垫圈(3)表面辅以电致变色涂层(2)，通过螺栓拧紧对压片垫圈(1)的预紧力导致压电陶瓷垫圈(3)上的压电材料产生电压，实现电致变色涂层(2)在电压作用下变色至指定颜色。
通过颜色变化实现螺栓拧紧，如颜色消失表明螺栓松动或断裂。
有益效果
智能垫圈的核心器件是压电陶瓷基材及电致变色涂层，垫圈主体材料采用高性能压电陶瓷材料，能承受螺栓连接的较大预紧力，表面涂覆电致变色涂层，通过螺栓拧紧产生的轴线预紧力，驱动压电陶瓷材料产生电压，导致电致变色涂层变色，螺栓出现松动预紧力消失、涂层恢复原色，实现螺栓防松、断裂监测及有效检修检查。
本发明利用力致变色原理设计的智能垫圈，实现了螺栓在工作状态下的松动、断裂监测，工作原理简单、制备简便、结构灵巧，可有效预防工程结构及飞机等大型结构件因为螺栓脱落或断裂等原因引起的事故。
附图说明
图1是本发明实施例的智能垫圈结构示意图；
图2是智能垫圈的剖视图；
图3是智能垫圈连接示意图；
其中，1-压片垫圈、2-电致变色涂层、3-压电陶瓷垫圈。
实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图2。
如图1所示，一种基于力致变色涂层的垫圈，包括压片垫圈(1)、电致变色涂层(2)，压电陶瓷垫圈(3)；压电陶瓷垫圈(3)表面辅以电致变色涂层(2)，通过螺栓拧紧对压片垫圈(1)的预紧力导致压电陶瓷垫圈(3)上的压电材料产生电压，实现电致变色涂层(2)在电压作用下变色至指定颜色。
通过颜色变化实现螺栓拧紧，如颜色消失表明螺栓松动或断裂。
如图2所示，所述基于力致变色涂层的垫圈在预紧力作用下变色，通过目视检查垫圈颜色监控螺栓松动。
Claims (1)
1.一种基于力致变色涂层的垫圈，包括压片垫圈(1)、压电陶瓷垫圈(3)，其特征在于：所述压电陶瓷垫圈(3)表面辅以电致变色涂层(2)，通过对压片垫圈(1)施加的预紧力导致压电陶瓷垫圈(3)上的压电材料产生电压，电致变色涂层(2)在电压作用下变色至指定颜色。
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