KR101450253B1 - Method for Evaluation of Nut Lossening - Google Patents

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김철
배준호
곽효서
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부산대학교 산학협력단
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    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed

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Abstract

본 발명은 진동 가속도 30G의 가혹한 조건 하에서 진동 시험을 통해 너트 풀림을 평가하는 너트 풀림 평가 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 너트 풀림 평가 방법은, (a) 구조물의 볼트에 체결된 너트의 체결토크를 측정하는 단계와; (b) 상기 너트의 체결토크를 이론식에 대입하여 볼트가 받는 축력을 계산하는 단계와; (c) 상기 볼트의 옆면에 축력이 가해진 상태에서의 정적 유한요소해석을 통해서 볼트의 가진 전 평균 축응력(σ1)을 계산하는 단계와; (d) 조화응답 유한요소해석을 통해서 미리 설정된 진동 조건 하에서의 상기 볼트의 가진 후 평균 축응력(σ2)을 계산하는 단계와; (e) 상기 가진 전 평균 축응력(σ1)과 가진 후 평균 축응력(σ2)을 비교하여, 가진 전 평균 축응력(σ1)에 대한 가진 후 평균 축응력(σ2)의 비율(σ2/σ1)이 설정비율 이상인 경우 너트 풀림이 없는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a nut loosening evaluation method for evaluating a nut loosening through a vibration test under a severe condition of a vibration acceleration of 30 G. The nut loosening evaluation method according to the present invention is characterized by (a) a tightening torque of a nut fastened to a bolt of a structure ; ≪ / RTI > (b) calculating an axial force exerted by the bolt by substituting the tightening torque of the nut into the theoretical formula; (c) calculating an excitation total average axial stress (? 1) of the bolt through a static finite element analysis in a state in which an axial force is applied to the side face of the bolt; (d) calculating an average post-excitation force (? 2) of the bolt under a predetermined vibration condition through harmonic response finite element analysis; (e) comparing the pre-excitation average axial stress (? 1) with the posterior average axial stress (? 2) to determine whether the ratio (? 2 /? 1) of the average post-excitation average axial stress (? It is determined that there is no nut loosening.

Description

너트 풀림 평가 방법{Method for Evaluation of Nut Lossening}[0001] The present invention relates to a method for evaluation of nut loosening,

본 발명은 구조물의 너트 풀림을 평가하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동가속도 30G 에서와 같은 가혹 조건으로 진동 시험을 수행하여 구조물(예를 들어 커먼레일엔진 시스템의 커먼레일과 연료분사관 구조물)의 너트 풀림을 평가하여 구조물에 대한 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 너트 풀림 평가 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for evaluating a nut loosening of a structure, and more particularly, to a vibration test in a severe condition such as at a vibration acceleration of 30G to obtain a structure (for example, a common rail of a common rail engine system and a fuel injection pipe structure The present invention relates to a method of evaluating a nut for evaluating a nut loosening of a nut.

자동차의 엔진과 같이 기계제품을 구동시키는 구동장치에서는 고속의 반복하중이 발생하게 되며, 이러한 반복 하중으로 인해 구동장치의 너트 체결부에서 너트가 풀려 안전이 위협받는 상황이 발생할 우려가 있다. 예를 들어 커먼레일엔진 시스템을 장착한 차량의 경우, 불규칙적으로 반복되는 진동으로 커먼레일과 연료분사관을 연결하는 너트의 풀림이 발생하고, 이로 인해 2000bar의 압력으로 압축된 연료의 누수, 손실 및 폭발 사고의 위험이 있다. 따라서 가혹한 조건(예를 들어 진동 가속도 30G) 하에서 진동시험을 수행하여 너트 풀림에 대한 예측 및 평가를 수행하여 구조물의 너트 풀림에 대한 신뢰성을 확보할 필요가 있다. A high-speed repeated load is generated in a driving apparatus for driving a machine product such as an automobile engine, and there is a fear that a situation in which the nut is loosened at the nut fastening portion of the driving apparatus due to such repeated load may threaten safety. For example, in the case of a vehicle equipped with a common rail engine system, irregularly repeated vibrations cause loosening of the nut connecting the common rail and the fuel injection pipe, resulting in leakage, loss and There is a risk of an explosion. Therefore, it is necessary to perform vibration test under harsh conditions (for example, vibration acceleration 30G) to predict and evaluate nut loosening to ensure reliability of nut loosening of the structure.

일본 공개특허공보 특개2002-367492호(2002년 12월 20일 공개)에는 전력용 차단기의 볼트 체결부에 대한 볼트 풀림을 평가하는 방법이 개시되어 있는데, 이 공개특허공보에 개시된 볼트 풀림 평가 방법은 차단기의 케이싱을 가진하여 볼트 체결부의 진동을 검출하고 공진 주파수를 구한 다음, 상기 볼트의 풀림이 없는 때의 공진 주파수와의 차이를 연산하고，상기 차가 미리 정해진 값을 초과하면 상기 볼트 체결부의 풀림있다고 진단하는 것을 특징으로 한다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-367492 (published on Dec. 20, 2002) discloses a method of evaluating bolt loosening with respect to a bolt fastening portion of a power circuit breaker. In the bolt loosening evaluation method disclosed in this patent document, The vibration of the bolt coupling portion is detected by the casing of the breaker, the resonance frequency is obtained, and the difference between the resonance frequency and the resonance frequency when the bolt is not loosened is calculated. If the difference exceeds the predetermined value, Thereby diagnosing the disease.

그러나 이와 같은 종래의 볼트 풀림 평가 방법을 비롯하여 볼트 혹은 너트 풀림을 평가하는 방법은 평가의 정확도가 낮아 신뢰성이 낮은 단점이 있다. However, the method of evaluating the bolt or nut loosening as well as the conventional bolt loosening evaluation method has a disadvantage in that the accuracy of evaluation is low and the reliability is low.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가혹한 조건 하에서 진동 시험을 통해 정확하고 신뢰성 있게 너트 풀림을 평가할 수 있는 너트 풀림 평가 방법에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a nut loosening evaluation method capable of accurately and reliably evaluating a nut loosening through a vibration test under harsh conditions.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 너트 풀림 평가 방법은, (a) 구조물의 볼트에 체결된 너트의 체결토크를 측정하는 단계와; (b) 상기 너트의 체결토크를 이론식에 대입하여 볼트가 받는 축력을 계산하고, 계산된 축력을 유한요소해석 소프트웨어에 입력하는 단계와; (c) 상기 볼트의 옆면에 축력이 가해진 상태에서의 정적 유한요소해석을 통해서 볼트의 가진 전 평균 축응력(σ1)을 계산하는 단계와; (d) 조화응답 유한요소해석을 통해서 미리 설정된 진동 조건 하에서의 상기 볼트의 가진 후 평균 축응력(σ2)을 계산하는 단계와; (e) 상기 가진 전 평균 축응력(σ1)과 가진 후 평균 축응력(σ2)을 비교하여, 가진 전 평균 축응력(σ1)에 대한 가진 후 평균 축응력(σ2)의 비율(σ2/σ1)이 설정비율 이상인 경우 너트 풀림이 없는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of evaluating a nut tightness, comprising the steps of: (a) measuring a tightening torque of a nut fastened to a bolt of a structure; (b) substituting the tightening torque of the nut into the theoretical equation to calculate the axial force received by the bolt, and inputting the calculated axial force into the finite element analysis software; (c) calculating an excitation total average axial stress (? 1) of the bolt through a static finite element analysis in a state in which an axial force is applied to the side face of the bolt; (d) calculating an average post-excitation force (? 2) of the bolt under a predetermined vibration condition through harmonic response finite element analysis; (e) comparing the pre-excitation average axial stress (? 1) with the posterior average axial stress (? 2) to determine whether the ratio (? 2 /? 1) of the average post-excitation average axial stress (? It is determined that there is no nut loosening.

본 발명에 따르면 가진 전,후의 볼트의 축응력을 유한요소해석을 통하여 산출하고, 산출된 축응력을 이용하여 너트의 풀림을 정확하게 평가할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the axial stresses of the bolts before and after engaging are calculated through the finite element analysis, and the release of the nut can be accurately evaluated using the calculated axial stress.

도 1은 본 발명의 너트 풀림 평가 방법을 적용하기 위한 구조물의 일례로서 커먼레일엔진 시스템의 커먼레일과 연료분사관의 너트 체결부를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 너트 풀림 평가 방법을 순차적으로 설명하는 순서도이다.
도 3은 정적 유한요소해석을 통해서 산출된 볼트의 가진 전 축응력 해석을 나타낸 도면이다.
도 4는 가진 후 조화응답(harmonic response) 유한요소해석을 통해서 산출된 볼트의 축응력 해석을 나타낸 도면이다. 1 is a vertical cross-sectional view showing a nut fastening portion of a common rail and a fuel injection pipe of a common rail engine system as an example of a structure for applying the nut loosening evaluation method of the present invention.
2 is a flowchart sequentially illustrating a nut loosening evaluation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing an analysis of the total axial stresses of a bolt calculated through a static finite element analysis. FIG.
FIG. 4 is a view showing an axial stress analysis of a bolt calculated through a harmonic response finite element analysis after excitation. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 너트 풀림 평가 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a nut loosening evaluation method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이해를 돕기 위하여 이하에서 본 발명에 따른 너트 풀림 평가 방법이 적용되는 구조물로서 커먼레일엔진 시스템의 커먼레일과 연료분사관을 예시한다. 하지만 본 발명은 이러한 커먼레일과 연료분사관 외에도 너트 체결부를 구비한 다양한 구조물에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. In order to facilitate understanding, the common rail and the fuel injection pipe of the common rail engine system are exemplified as a structure to which the nut loosening evaluation method according to the present invention is applied. However, the present invention can be applied equally or similarly to various structures having a nut coupling portion in addition to the common rail and the fuel injection pipe.

먼저 도 1은 커먼레일과 연료분사관의 너트 체결부를 나타낸 종단면도로, 커먼레일의 볼트(3)에 연료분사관(1)을 연결하기 위한 너트(2)가 체결되어 있다. 상기 너트(2)는 상하부면이 개방되고 내주면에 나사산이 형성된 구조로 되어 상기 볼트(3)의 외주면 나사산에 소정의 체결토크로 체결된다. 상기 볼트(3)의 재질은 탄소강(S45C)이다. 1, a nut 2 for connecting the fuel injection pipe 1 to a bolt 3 of a common rail is fastened to a longitudinal section road showing a nut fastening portion of a common rail and a fuel injection pipe. The nut 2 has an upper and lower surface opened and a thread formed on the inner circumferential surface thereof, and is fastened to the outer circumferential surface thread of the bolt 3 with a predetermined tightening torque. The material of the bolt 3 is carbon steel (S45C).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 너트 풀림 평가 방법을 순차적으로 설명하는 순서도로, 본 발명에 따른 너트 풀림 평가 방법은 구조물(이 실시예에서 커먼레일과 연료분사관)의 볼트(3)에 체결된 너트(2)의 체결토크를 측정하는 단계(S1)와; 상기 너트(2)의 체결토크를 이론식에 대입하여 볼트(3)가 받는 축력을 계산하고, 계산된 축력을 비롯한 경계조건을 유한요소해석 소프트웨어에 입력하는 단계(S2)와; 상기 볼트(3)의 옆면에 축력이 가해진 상태에서의 정적 유한요소해석을 통해서 볼트(3)의 가진 전 평균 축응력(σ1)을 계산하는 단계(S3)와; 유한요소해석을 통해서 미리 설정된 진동 조건 하에서의 상기 볼트(3)의 가진 후 평균 축응력(σ2)을 계산하는 단계(S5)와; 상기 가진 전 평균 축응력(σ1)과 가진 후 평균 축응력(σ2)을 비교하여, 가진 전 평균 축응력(σ1)에 대한 가진 후 평균 축응력(σ2)의 비율(σ2/σ1)이 설정비율인 0.75 이상인 경우 너트 풀림이 없는 것으로 판정하는 단계(S6)로 이루어진다. FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a nut loosening evaluation method according to an embodiment of the present invention. The nut loosening evaluation method according to the present invention includes a bolt 3 of a structure (a common rail and a fuel injection pipe in this embodiment) (S1) of measuring the tightening torque of the nut (2) fastened to the nut (2); (S2) of calculating the axial force received by the bolt (3) by substituting the tightening torque of the nut (2) into the theoretical equation and inputting the boundary conditions including the calculated axial force into the finite element analysis software; (S3) of the bolt (3) by calculating a total frontal average axial stress (? 1) of the bolt (3) through a static finite element analysis in a state where axial force is applied to the side face of the bolt (3); (S5) of calculating an average post-excitation force (2) of the bolt (3) under a predetermined vibration condition through a finite element analysis; When the ratio σ2 / σ1 of the excitation average axial stress σ1 to the exciting total average axial stress σ1 is greater than or equal to 0.75, which is the set ratio, by comparing the excitation total average axial stress σ1 with the posterior average axial stress σ2 And determining that there is no nut loosening (S6).

상기 단계 S1에서는 토크렌치를 이용하여 너트(2)의 체결토크를 측정하는데, 이 실시예에서는 너트(2)의 체결토크가 30Nm인 것으로 가정한다. In step S1, the tightening torque of the nut 2 is measured using a torque wrench. In this embodiment, it is assumed that the tightening torque of the nut 2 is 30 Nm.

상기 단계 S2에서는 단계 S3의 정적 유한요소해석을 위한 경계조건을 설정한다. 먼저 볼트(3)의 하단부는 커먼레일(미도시)과 연결되어 있으므로 고정(fix) 조건으로 설정하고, 연료분사관(1)과 닿는 부분은 압축방향으로 구속하는 compression only support 조건을 준다. 그리고 상기 단계 S1에서 측정된 너트(2)의 체결토크를 아래의 수학식 1에 표현된 이론식에 대입하여 볼트(3)에 걸리는 축력을 계산한다. In step S2, boundary conditions for the static finite element analysis of step S3 are set. First, since the lower end of the bolt 3 is connected to a common rail (not shown), it is set to a fix condition, and a portion contacting the fuel injection tube 1 is subjected to a compression only support condition for restricting the compression direction. Then, the tightening torque of the nut (2) measured in the step S1 is substituted into the formula expressed by the following equation (1) to calculate the axial force applied to the bolt (3).

Figure 112013008612689-pat00001
Figure 112013008612689-pat00001

Figure 112013008612689-pat00002
,
Figure 112013008612689-pat00003
Figure 112013008612689-pat00002
,
Figure 112013008612689-pat00003

상기 수학식 1의 이론식에서 T는 체결토크이고, Q는 축력, d2는 볼트유효직경,

Figure 112013008612689-pat00004
은 상당마찰각, α는 리드각, β는 나사산반각,
Figure 112013008612689-pat00005
은 축방향에 대한 상당마찰계수, μ는 나사면의 마찰계수를 각각 나타낸다. In the above equation (1), T is the tightening torque, Q is the axial force, d2 is the effective diameter of the bolt,
Figure 112013008612689-pat00004
Is the equivalent friction angle,? Is the lead angle,? Is the half angle of the thread,
Figure 112013008612689-pat00005
Is a substantial coefficient of friction with respect to the axial direction, and μ is a coefficient of friction of the screw surface.

상기 단계 S3에서는 상기 단계S2에서 주어진 경계조건을 컴퓨터에 저장되어 있는 공지의 유한요소해석 소프트웨어에 입력하여, 상기 이론식을 통해 구해진 축력이 볼트의 옆면에 가해진 상태에서의 정적 유한요소해석을 통해서 볼트(3)의 가진 전 평균 축응력(σ1)을 계산한다. 도 3은 정적 유한요소해석을 통해서 산출된 볼트(3)의 가진 전 축응력 분포를 나타낸다. 도 3에 도시된 볼트의 축응력 해석에서 산출된 평균 축응력(σ1)은 약 85.1MPa이다. In the step S3, the boundary condition given in the step S2 is input to known finite element analysis software stored in a computer, and a static finite element analysis is performed on the side face of the bolt, 3) is calculated. FIG. 3 shows the excitation total axial stress distribution of the bolt 3 calculated through the static finite element analysis. The average axial stress? 1 calculated in the axial stress analysis of the bolt shown in FIG. 3 is about 85.1 MPa.

전술한 것과 같이 볼트(3)의 가진 전 평균 축응력(σ1)을 계산한 다음, 조화응답(harmonic response) 유한요소해석을 통해서 볼트(3)의 가진 후 평균 축응력(σ2)을 계산한다(단계 S4). 이 때 구조물을 설정된 진동 조건으로서 진동 가속도 30G(294m/s2)± 3G, 주파수 410 ~ 2300㎐, 스위프 속도(sweep rate) 0.5 Octave/Min의 가혹한 조건으로 10시간 동안 상하방향(Z축방향)으로 진동하는 것으로 설정한다. 1 is calculated as described above and then the average post-excitation force? 2 of the bolts 3 is calculated through a harmonic response finite element analysis (step S4 ). At this time, the structure is moved in the vertical direction (Z-axis direction) for 10 hours under the harsh condition of the vibration acceleration of 30 G (294 m / s 2 ) ± 3G, the frequency of 410 to 2300 Hz and the sweep rate of 0.5 Octave / As shown in Fig.

도 4는 주파수가 2300㎐ 일 때 볼트의 평균 축응력(σ2)을 보여준다. 도 4의 축응력 해석을 통해 산출된 평균 축응력(σ2)은 약 71.7MPa이다. 4 shows the average axial stress (? 2) of the bolt when the frequency is 2300 Hz. The average axial stress? 2 calculated through the axial stress analysis of FIG. 4 is about 71.7 MPa.

상기 가진 후 볼트의 평균 축응력(σ2)을 계산한 다음, 상기 단계 S3에서 산출된 가진 전 평균 축응력(σ1)을 단계 S4에서 산출된 가진 후 평균 축응력(σ2)과 비교하여 너트 풀림을 평가한다(단계 S5). 이 단계 S5에서는 가진 전 평균 축응력(σ1)에 대한 가진 후 평균 축응력(σ2)의 비율(σ2/σ1)을 산출하여, 이 비율이 미리 입력되어 있는 설정비율인 0.75 이상 일 경우 너트 풀림이 없는 것으로 판정하고, 0.75 미만일 경우에는 너트가 풀린 것으로 판정한다. The bolt loosening is evaluated by calculating the average axial stress? 2 of the bolt after the excitation and comparing the pre-excitation pre-average axial stress? 1 calculated in step S3 with the post-vibration average axial stress? 2 calculated in step S4 Step S5). In this step S5, the ratio (? 2 /? 1) of the post-excitation average axial stress (? 2) to the excitation total average axial stress (? 1) is calculated. If the ratio is 0.75 or more, When it is less than 0.75, it is determined that the nut is released.

전술한 것과 같이 도 3 및 도 4에 도시된 축응력 해석을 통해 산출된 가진 전 평균 축응력(σ1)은 85.1MPa이고, 가진 후 평균 축응력(σ2)은 71.7MPa 이므로 가진 전,후의 평균 축응력의 비율(σ2/σ1)은 약 0.84로 너트 풀림이 없는 것으로 평가되었다. As described above, since the excited total mean axial stress (1) is 85.1 MPa and the mean post-excited axial stress (2) is 71.7 MPa, the ratio of the average axial stress σ2 / σ1) was about 0.84, and it was estimated that there was no nut loosening.

이러한 너트 풀림 평가는 구조물의 X, Y, Z축 진동 모두에 대하여 이루어지고, 각 축의 진동에 대한 평가에서 볼트의 가진 전,후 평균 축응력 비율이 전술한 설정 비율, 즉 0.75 이상이 되어야 너트 풀림이 없는 것으로 판정될 수 있다. These nut loosening evaluations are made for both the X, Y and Z axis vibrations of the structure, and in the evaluation of the vibration of each axis, the average pre- and post-impact axial stress ratio of the bolt must be above the set ratio, It can be judged that it is absent.

전술한 것과 같이 본 발명에서는 볼트의 축응력 해석을 통하여 너트의 풀림을 평가하는데, 이는 너트 체결에 의해 볼트에 가해지는 응력 성분을 분석한 결과 응력성분 중 축응력이 지배적이기 때문이다. As described above, in the present invention, the release of the nut is evaluated through the analysis of the axial stress of the bolt because the analysis of the stress component applied to the bolt by the nut fastening results in that the stress component is dominant among the stress components.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.

1 : 연료분사관 2 : 너트
3 : 볼트1: fuel injector 2: nut
3: Bolt

Claims (5)

(a) 토크렌치를 이용하여 구조물의 볼트에 체결된 너트의 체결토크를 측정하는 단계와;
(b) 상기 너트의 체결토크를 이론식에 대입하여 볼트가 받는 축력을 계산하고, 계산된 축력을 포함하는 경계조건을 유한요소해석 소프트웨어에 입력하는 단계와;
(c) 상기 볼트의 옆면에 축력이 가해진 상태에서의 정적 유한요소해석을 통해서 볼트의 가진 전 평균 축응력(σ1)을 계산하는 단계와;
(d) 조화응답 유한요소해석을 통해서 진동 가속도 30G(294m/s2)± 3G, 주파수 410 ~ 2300㎐ 의 진동 조건 하에서의 상기 볼트의 가진 후 평균 축응력(σ2)을 계산하는 단계와;
(e) 상기 가진 전 평균 축응력(σ1)과 가진 후 평균 축응력(σ2)을 비교하여, 가진 전 평균 축응력(σ1)에 대한 가진 후 평균 축응력(σ2)의 비율(σ2/σ1)이 0.75 이상인 경우 너트 풀림이 없는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 너트 풀림 평가 방법.(a) measuring a tightening torque of a nut fastened to a bolt of a structure using a torque wrench;
(b) substituting the tightening torque of the nut into the theoretical equation to calculate the axial force received by the bolt, and inputting the boundary condition including the calculated axial force into the finite element analysis software;
(c) calculating an excitation total average axial stress (? 1) of the bolt through a static finite element analysis in a state in which an axial force is applied to the side face of the bolt;
(d) the harmonic response FE vibration acceleration of 30G through the analysis (294m / s 2) ± 3G , then with the bolt under a vibration condition of a frequency of 410 ~ 2300㎐ calculate the average chukeungryeok (σ2) and;
(e) comparing the excitation total average axial stress (? 1) with the posterior average axial stress (? 2) and comparing the ratio (? 2 /? 1) of the posterior axial average axial stress (? 2) And determining that there is no nut loosening. 제1항에 있어서, (b) 단계에서의 축력 계산을 위한 이론식은
Figure 112013008612689-pat00006

Figure 112013008612689-pat00007
,
Figure 112013008612689-pat00008

이고,
상기 이론식에서 T는 체결토크이고, Q는 축력, d2는 볼트유효직경,
Figure 112013008612689-pat00009
은 상당마찰각, α는 리드각, β는 나사산반각,
Figure 112013008612689-pat00010
은 축방향에 대한 상당마찰계수, μ는 나사면의 마찰계수를 각각 나타내는 것을 특징으로 하는 너트 풀림 평가 방법.The method according to claim 1, wherein the equation for calculating axial force in step (b)
Figure 112013008612689-pat00006

Figure 112013008612689-pat00007
,
Figure 112013008612689-pat00008

ego,
T is the tightening torque, Q is the axial force, d2 is the effective diameter of the bolt,
Figure 112013008612689-pat00009
Is the equivalent friction angle,? Is the lead angle,? Is the half angle of the thread,
Figure 112013008612689-pat00010
Is a substantial friction coefficient with respect to the axial direction, and mu denotes a friction coefficient of the screw surface. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108871647A (en) * 2017-05-15 2018-11-23 现代自动车株式会社 Method for measuring the axial force of bolt

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160064636A (en) 2014-11-28 2016-06-08 현대위아 주식회사 Detecting apparatus for unlocking property of combination-typed bolt
CN113834595B (en) * 2020-06-08 2024-04-26 上银科技股份有限公司 Ball screw precompression decay judging method
KR102462127B1 (en) * 2021-02-10 2022-11-03 한양대학교 에리카산학협력단 System and method for predicting bolt fatigue life using artificial intelligence
KR102314090B1 (en) * 2021-05-06 2021-10-18 케이탑아이앤씨 주식회사 Inspection and Adjustment Method of the Automatic Conveying System of Conveyed Goods of Semiconductor Line
CN114323399B (en) * 2021-12-29 2024-07-30 西安建筑科技大学 Method, system, equipment and medium for detecting pretightening force of rusted high-strength bolt

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253368A (en) * 1994-01-31 1995-10-03 Yoshihisa Mizuguchi Apparatus and method for measuring bolt axial force
JP2006053822A (en) * 2004-08-13 2006-02-23 Komatsu Ltd Analysis method for fastened structure
JP2010079898A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Livermore Software Technology Corp Improved method of initializing bolt pretension in finite element analysis

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253368A (en) * 1994-01-31 1995-10-03 Yoshihisa Mizuguchi Apparatus and method for measuring bolt axial force
JP2006053822A (en) * 2004-08-13 2006-02-23 Komatsu Ltd Analysis method for fastened structure
JP2010079898A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Livermore Software Technology Corp Improved method of initializing bolt pretension in finite element analysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108871647A (en) * 2017-05-15 2018-11-23 现代自动车株式会社 Method for measuring the axial force of bolt
CN108871647B (en) * 2017-05-15 2022-04-01 现代自动车株式会社 Method for measuring the axial force of a bolt

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