CN110715640A - 一种钉孔损伤监控方法 - Google Patents

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王晓阳
杜晨
胡嘉桐
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Abstract

本申请属于飞机结构设计及强度分析领域，特别涉及一种钉孔损伤监控方法，包括如下步骤：在待测螺栓的螺母或螺栓头周围布置N个应变监控点，N个应变监控点以螺母或螺栓头圆心点为轴心均匀分布，且两两对称设置；使用过程中，通过预定的应变测量系统定期对N个应变监控点的应变进行测量并记录；判断当任意两两对称应变监控点的应变数据的差值，与二者应变均值比值大于预定值时，则判定装配所述待测螺栓的零件的贴合面处孔边出现损伤。本申请的钉孔损伤监控方法，通过对外表面钉孔处应变分布进行提取，对典型点位应变差值进行监控分析，通过应变差值的变化以此推断贴合面处孔边损伤的萌生，方法原理清晰、简单易实施，且节约大量成本。

Description

一种钉孔损伤监控方法
技术领域
本申请属于飞机结构设计及强度分析领域，特别涉及一种钉孔损伤监控方法。
背景技术
螺栓连接是结构常用的机械连接方式，能够实现各部件之间的载荷传递和分配，具有安全、可靠、传递载荷大以及可拆卸等优点。但同时，机械连接意味着在结构件上开钉孔，而钉孔的存在则使得孔周边出现较为严重的应力集中，并使应力分布趋于复杂，从而使搭接件成为传力结构中的薄弱环节，其强度与性能严重影响结构的承载能力。
另外，连接结构的裂纹很多时候产生在连接结构的贴合面处，该部位属于目视不可见且使用其他仪器设备很难检测的部位，很多结构疲劳失效均是由此导致，因此寻找一种简单可靠的钉孔损伤监控方法十分重要。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种钉孔损伤监控方法。
本申请公开了一种钉孔损伤监控方法，包括如下步骤：
步骤一、在装配完成之后的待测螺栓的螺母或螺栓头周围布置N个应变监控点，其中，N大于等于2，且为偶数，N个应变监控点以螺母或螺栓头圆心点为轴心均匀分布，且两两对称设置；
步骤二、在设置有所述待测螺栓的零件使用过程中，且处于同一种工况下，通过预定的应变测量系统定期对N个应变监控点的应变进行测量并记录；
步骤三、判断当任意两两对称应变监控点的应变数据的差值，与二者应变均值比值大于预定值时，则判定装配所述待测螺栓的零件的贴合面处孔边出现损伤。
根据本申请的至少一个实施方式，所述预定的应变测量系统为智能涂层式结构裂纹监测系统。
根据本申请的至少一个实施方式，所述N为8。
根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤三中，所述预定值为3％。
本申请至少存在以下有益技术效果：
本申请的钉孔损伤监控方法，通过对外表面钉孔处应变分布进行提取，对典型点位应变差值进行监控分析，通过应变差值的变化以此推断贴合面处孔边损伤的萌生，方法原理清晰、简单易实施，且节约大量成本。
附图说明
图1是本申请钉孔损伤监控方法一实施例中应变监控点布置示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
下面结合附图1对本申请的钉孔损伤监控方法做进一步详细说明。
本申请公开了一种钉孔损伤监控方法，包括如下步骤：
步骤一、在装配完成之后的待测螺栓的螺母或螺栓头周围布置N个应变监控点，其中，N大于等于2，且为偶数，N个应变监控点以螺母或螺栓头圆心点为轴心均匀分布，且两两对称设置。
本实施例中，优选N为8，在装配好螺栓之后按图1所示在螺母或螺栓头附件布置8个应变监控点。
步骤二、在设置有待测螺栓的零件使用过程中，且处于同一种工况下，通过预定的应变测量系统定期对N个应变监控点的应变进行测量并记录。
其中，预定的应变测量系统可以选择为已知的多种能够测量应变的测量系统；本实施例中，优选使用智能涂层式结构裂纹监测系统(ICMS)来对裂纹进行监测，通过ICMS的应变测量技术可以实时监测外侧孔边应变分布，及时发现外侧孔边处应变出现跳动，根据应变跳动变化量来判断内侧贴合面处孔边损伤。
步骤三、判断当任意两两对称应变监控点的应变数据的差值，与二者应变均值比值大于预定值时，则判定装配所述待测螺栓的零件的贴合面处孔边出现损伤。
综上，是通过对两两对称测量点应变数据的差值变化量来监控损伤或裂纹的萌生；本实施例中，若应变差值/应变均值超过3％可认为内侧孔边裂纹造成了外侧测量点处应变差值的不对称性。
另外，贴合面孔边损伤会影响外侧孔边应变分布，通过监测外侧孔边应变分布来监测内侧贴合面处孔边损伤是可行的。
综上所述，本申请的钉孔损伤监控方法是针对机械连接孔贴合面处孔边损伤或裂纹的监控提出一种检测方式，主要是通过对外表面钉孔处应变分布进行提取，对典型点位应变差值进行监控分析，通过应变差值的变化以此推断贴合面处孔边损伤的萌生，方法原理清晰、简单易实施，且节约大量成本。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种钉孔损伤监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在装配完成之后的待测螺栓的螺母或螺栓头周围布置N个应变监控点，其中，N大于等于2，且为偶数，N个应变监控点以螺母或螺栓头圆心点为轴心均匀分布，且两两对称设置；
步骤二、在设置有所述待测螺栓的零件使用过程中，且处于同一种工况下，通过预定的应变测量系统定期对N个应变监控点的应变进行测量并记录；
步骤三、判断当任意两两对称应变监控点的应变数据的差值，与二者应变均值比值大于预定值时，则判定装配所述待测螺栓的零件的贴合面处孔边出现损伤。
2.根据权利要求1所述的钉孔损伤监控方法，其特征在于，所述预定的应变测量系统为智能涂层式结构裂纹监测系统。
3.根据权利要求1所述的钉孔损伤监控方法，其特征在于，所述N为8。
4.根据权利要求3所述的钉孔损伤监控方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述预定值为3％。
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