2021-07-26 14:44
对于大型设备，螺栓的重要性不言而喻。尤其是设备的运动件的螺栓更为关键。
例如汽车行驶过程中一直在经受恶劣的振动环境，发动机尤甚，不仅仅振动量级高而且持续时间长，一旦螺栓松脱就有可能造成安全事故。
如果我们需要对汽车发动机的螺栓松脱进行可靠性评估又该如何操作呢?
参考发动机的实际振动水平来进行加速可以缩短时间来验证螺栓的可靠性是否满足要求。乘用车的要求是10年15万公里，而对于发动机的要求则远高于整车的要求，不管如何我们可以基于实际的要求和加速系数来换算实际的试验时间。
假设最终需要在特定振动试验条件下需要开展100小时的试验，最终试验完成后如何验证螺栓没有松脱呢?如果螺栓松脱了我又如何才能够知道什么时候松脱了?
现有的主流测量手段是通过扭力扳手来测量螺栓当前的扭力来判断是否出现松脱，但是一旦测量就会设计螺栓被拧松，并不是特别好的方式，尤其对于样品还希望继续开展试验的时候更不能这么操作。
这时候可以采用超声波的方式进行无损测量，完全避免的以往扭矩扳手的各项缺陷，而且精度更高。
具体试验方法可以参考下面的标准：
DLT 694-2012 高温紧固螺栓超声波检测技术导则
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。如果我们确定了螺栓材料的声波速度，相应的也就可以计算出螺栓的长度，根据螺栓自由状态和当前状态伸长量的计算可以获得螺栓的扭矩(具体还需要其它相关数据的支撑)。
既然螺栓的扭矩可以快速测量了，让我们再回到前面的问题上来。如果我们要对汽车发动机螺栓的可靠性进行评估该如何操作?
1、基于发动机的可靠性要求、振动加速模型，计算振动试验条件和试验时间。
2、对每个螺丝自由状态下的长度进行测量并记录，完成后安装规定的扭力安装到发动机上
3a、按照试验条件开展振动试验，并在结束后采用超声波设备测量并计算每个螺栓的剩余扭矩，对比相应的要求来判断是否满足要求.
3b、按照试验条件开展振动试验，每隔一段时间后暂停试验并测量每个螺栓的扭矩，直至试验结束。试验结束后对每个螺栓的长度退化进行分析来获得其超出阈值要求的寿命时间，另外把所有的螺栓看作一个总体来进行分析，进而获得不同螺栓的散差，这时候就能够从置信度的角度来更加精确的描述。
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