王子恒 邹宁

欧美大地仪器设备中国有限公司，北京 100010

0 引言

螺栓作为机械紧固件，主要通过预紧力在连接件之间所产生的摩擦力传递载荷，是一种连接工程和机械结构中各个构件的重要元件。其中，高强度螺栓（强度等级大于8.8级的螺栓）于20世纪中叶以后得到了快速发展，并以其耐疲劳、连接强度高和受力性能好的特点，成为航空、汽车、大型机械设备和钢结构等领域中最重要的一类连接方式。

按照受力状态的不同，高强度螺栓一般可分为摩擦型高强度螺栓和承压型高强度螺栓。在实际工况下，高强度螺栓工作环境复杂，载荷变化幅度大。因此，对螺栓的轴向力进行长期、准确地测量，对于评估螺栓工作状态、确定结构紧固强度、预警螺栓失效风险具有重要意义。

目前，对于高强度螺栓轴向紧固力的测量主要有轴向应变片法、超声波法和直接长度测量法[1]。其中，超声波法首先测量有应力状态下和无应力状态下超声波传导来回需要的声时，再用扭矩机、拉伸机分别与超声应力仪对比，以实现螺栓轴力的非接触式测量，其缺点在于监测设备成本较高，且在待测螺栓数量较多时测量效率低。直接长度测量法利用高精度千分表测量螺栓变形，原理简单，但是在螺栓处于紧固工作状态下时难以直接安装千分表，对测量环境的适应性差。而根据应变片粘贴位置的不同，轴向应变片法可采取表面粘贴和钻孔粘贴2种方法。由于在螺栓表面粘贴应变片会影响螺栓的正常紧固，且难以对应变片进行有效防护，因此，应用钻孔式轴向应变片将轴力转换为螺栓轴向应变测量，已成为目前进行螺栓轴力测量的主要方法。……