基于超声导波的螺栓预紧力监测方法

摘要

螺栓连接件广泛应用于航空航天结构中,其显著优点是使结构易于安装或拆卸,同时还可以承受较大的载荷.然而在服役过程中,螺栓总是不可避免的会发生松动,因此准确监测螺栓预紧力对于确保结构的可靠性和安全性具有重要意义.结构健康监测技术(Structural health monitoring,SHM)是保障结构安全性与可靠性的重要手段,也是航空航天力学与环境工程领域的前沿技术之一.基于超声导波的健康监测技术在过去的二十年中得到了深入的发展.近年来,由于导波较大的检测范围和较高的灵敏度,基于导波的螺栓预紧力监测方法吸引了越来越多学者的关注.在上述背景下,西北工业大学结构技术研究所依托国家自然科学基金项目、国防科工局挑战计划等,开展了导波在螺栓连接界面的传播机理、基于时间反转的导波信号处理方法研究,并以航天飞机热防护板螺栓连接结构等为工程对象,开展了实验研究,实现了实验室条件下的螺栓预紧力、螺栓松动位置的准确检测.