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题名传感器功能化螺栓研究进展和发展趋势
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作者
李钧甫
王川
蒋智华
林忠亮
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机构
成都飞机工业(集团)有限责任公司
中国航天科工集团天津航天精工股份有限公司
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2022年第10期148-157,共10页
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文摘
“智能螺栓”及其预紧力监测技术是近几十年来在国内外兴起并受到广泛关注的新型结构-功能一体化产品和技术。因测量原理的差异,“智能螺栓”所用传感器各有不同。有的只能定性反映螺栓的松紧程度,有的可定量并达到≤±5%的测量精度,因此传感器的尺寸、结构、工作方式和连接形式等属性都有着不同的工程应用局限和范围。首先介绍了螺栓紧固件的发展、特点及其预紧力监控的必要性。在综述现有传感器功能化螺栓的结构形式、工作原理、预紧力测量精度、尺寸规格范围、工程应用限制以及国际上相关技术规范和标准的基础上,探讨了传感器功能化螺栓存在的实际应用问题以及发展方向。总体上传感器功能化螺栓所用传感器正逐步由定性向定量,向精度越来越高,尺寸越来越小,对螺栓结构破坏越来越小,兼容性更高的方向发展,为未来在各种关键结构部位、特殊服役环境和较高性能要求场景中的应用提供了更广泛的前景。
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关键词
智能螺栓
传感器
功能化
螺栓
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Keywords
smart-bolt
sensor
functionalization
bolt
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分类号
TS912.3
[轻工技术与工程]
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题名基于光纤光栅传感器的智能螺栓开发及应用
被引量：8
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作者
师琪
任亮
尤润州
王嘉健
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机构
大连理工大学光电工程与仪器科学学院
大连理工大学土木工程学院
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2020年第12期10-15,共6页
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基金
国家重点研发计划(2016YFC0701107)
国家自然科学基金项目(51678109)。
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文摘
研发了一种基于光纤光栅(FBG)传感器的智能螺栓,其能够实现螺栓预紧力和温度的实时同步监测,从而保障结构安全。文中详细分析了智能螺栓的设计原理,介绍了智能螺栓中使用的FBG应变传感器,并设计了万能试验机标定试验以验证智能螺栓的性能,智能螺栓与轴向力的线性拟合系数可达0.999以上。文章最后,在实际工程中使用智能螺栓对盾构式管片进行长期监测,监测数据的分析结果更进一步地证实了智能螺栓性能的可靠度,说明了智能螺栓能够有效地应用于实际工程。
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关键词
智能螺栓
FBG传感器
轴向力监测
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Keywords
smart bolt
FBG sensor
axial force monitoring
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
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题名压电阻抗技术用于智能螺栓的实验研究
被引量：7
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作者
王涛
杨志武
邵俊华
李友荣
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机构
武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2015年第9期56-60,共5页
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基金
国家自然科学基金(51375354
51278084)
湖北省自然科学基金资助项目(2011CDA121)
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文摘
针对工程结构中的螺栓连接件易松动的问题,进行了基于压电阻抗技术(EMI)的螺栓松动监测实验。实验将锆钛酸铅压电陶瓷材料(PZT)直接粘贴在螺栓和螺母上,通过万能试验机对螺栓施加不同的拉力来模拟螺栓预紧力的变化,采用精密阻抗分析仪提取不同螺栓和螺母上压电材料的导纳信号,引入基于电导纳的均方根偏差(RMSD)损伤指标,建立螺栓松动程度和预紧力之间的对应关系。试验结果表明,不同型号的螺栓和螺母上安装的压电材料都可以感知预紧力的变化;得到了损伤指标(RMSD)和预紧力之间的定量对应关系;通过分析损伤指标和预紧力之间的关系可得到螺栓的松动情况,并且可直接定位松动的螺栓。研究表明基于压电阻抗技术的智能螺栓(智能螺母)可以实现松动自检测。
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关键词
健康监测
压电阻抗
损伤指标
智能螺栓
螺栓松动
压电导纳
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Keywords
Health Monitoring
Piezoelectric Impedance
Damage Index
smart bolt
bolt Looseness
Piezoelectric Admittance
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分类号
TN712.5
[电子电信—电路与系统]
TH703.2
[机械工程—仪器科学与技术]
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题名高温退火处理对ZnO压电涂层结构和性能的影响
被引量：1
- 4
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作者
乔廷强
张翔宇
杨兵
张冰
金圣展
张俊
王川
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机构
中国航发沈阳发动机研究所
武汉大学动力与机械学院
航天精工股份有限公司研究院
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出处
《航空材料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期83-89,共7页
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文摘
ZnO是目前压电螺栓传感器的主要涂层材料,具备优异的压电性能,表现出优异的声-电信号转换性能,但目前对其高温结构及性能稳定性研究较少。本工作利用射频磁控溅射法在(100)_(Si)和工业用钛合金螺栓上制备出可产生超声纵波的ZnO压电涂层,并对其进行不同温度和不同时长的退火处理,用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和自建的WHU-US100声信号测量设备研究高温退火处理对涂层结构及性能的影响。结果表明,Si/ZnO涂层在600℃以下的退火处理不会对涂层表面微观形貌产生影响,涂层截面形貌呈现柱状晶结构,且随着温度的升高,柱状晶有合并的趋势;涂层表面粗糙度变化幅度为±4 nm;不同的退火温度对涂层的晶体结构未产生明显的影响。螺栓/ZnO涂层在500℃及以下温度的退火处理后涂层表面完整,600℃退火处理后的螺栓涂层完全脱落,超声检测表明涂层在500℃以下退火后保持稳定;在300℃下,经过长时间的退火处理后,螺栓样品可正常激发出超声波,涂层结构未被破坏,表明该ZnO涂层可以在300℃的温度范围内长期服役。
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关键词
ZnO压电涂层
射频磁控溅射
高温退火处理
智能螺栓
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Keywords
ZnO piezoelectric coating
magnetron sputtering
high temperature annealing
smart bolt
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分类号
TG148
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名动车组设备舱裙板支架螺栓滑移问题研究
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作者
滕万秀
孙健
姜春龙
盖杰
王岳宸
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机构
中车长春轨道客车股份有限公司
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出处
《大连交通大学学报》
CAS
2023年第2期41-44,共4页
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文摘
针对某动车组设备舱裙板支架螺栓在检修时发现的滑移问题,根据该动车组车轮磨耗中期线路实测的加速度功率谱,进行长寿命随机振动试验。根据IEC 61373:2010标准进行冲击试验,通过光纤智能螺栓及测试系统对试验过程中的预紧力变化进行监测,并结合有限元仿真分析及VDI 2230:2014标准对该位置螺栓抗滑移性能进行校核,为螺栓滑移问题分析提供参考。
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关键词
螺栓滑移
振动试验
智能螺栓
有限元
VDI
2230:2014标准
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Keywords
bolt slip
vibration test
smart bolt
finite element
VDI 2230:2014 standard
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分类号
U269
[机械工程—车辆工程]
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题名一种预应力监测无线智能螺栓系统
被引量：3
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作者
朱东升
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机构
中原油田技术监测中心
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出处
《传感器世界》
2015年第2期7-11,共5页
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文摘
对桥梁、沿土等工程领域的大型结构预应力监测相当重要。大型结构常使用螺栓固定各部件,当大型结构发生倾斜等故障时,螺栓所承载的应力将发生变化。研究设计了一种无线智能螺栓监测系统,可以实时监测这些螺栓所承载的预应力。该无线智能螺栓不仅可以单独使用,还可以组网使用,从而灵活地对大型结构的预应力、结构平衡等进行监测。同时,论述了两种系统工作模式及其算法。
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关键词
智能螺栓
预应力
监测
无线
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Keywords
smart bolt
prestressing force
monitoring
wireless
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分类号
TP274
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP212
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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