严 勇 刘楚达

(1 长沙航空职业技术学院 长沙 410124)

(2 长沙飚能信息科技有限公司 长沙 410205)

0 引言

螺栓作为工业中常用的连接件，广泛应用于航空航天、船舶轮机、桥梁建设及石油化工设备等领域[1]。近年来，由于风电行业的迅猛发展，高强螺栓也被大量应用于风电塔筒联接、叶片与轮毂的联接。风电发电机联接螺栓处于变载荷的作用下，常发生螺栓松动乃至断裂，如不及时处理将严重危害设备安全。螺栓轴向应力也是影响螺栓性能、寿命以及使用状态的重要指标。在风电设备的实际安装过程中，为控制和检测螺栓拧紧时的预紧力，通常采用扭矩扳手法测量螺栓的预紧力。扭矩扳手法受摩擦系数分散和应力集中的影响存在较大误差，误差高达±40%[2]。基于声弹性效应的螺栓轴向应力超声测量技术是一种低成本、快速、无损的螺栓轴向应力测量方法。该技术自出现以来，就受到国内外学者的广泛关注[3−4]，国内桥梁、风电等领域已经开展了螺栓轴向应力超声测量的应用研究。但是其测量精度容易受到信号干扰、温度变化、耦合层厚度变化等各种因素的影响，从而导致精度不高，在实际应用中受到限制。

基于以上原因，本文对基于声弹性效应的螺栓轴向应力超声测量原理和方法进行了研究，开发了螺栓超声应力测量实验系统，针对42CrMoA 风电螺栓的轴向应力测量开展了测试实验，分析了影响螺栓轴向应力测量精度的主要因素，并通过精确的实验标定提高了螺栓应力测量精度，在实际应用中取得了良好的效果。……