1. 概要
縦波で使用され、使用されるように選択された内部ねじは、普通のボルトセルフロックボルトとアンカーボルトを異なる締め付け戦略で校正し、アンカーボルトとセルフロックボルトの校正アンカー特性曲線の差異を分析した。結果：ボルトとボルトの校正方法は異なる校正特性を得るが、チェーンのロック時間スケールはセルフロックボルトの校正とセルフロックボルトの校正時間スケールを異なる目標に導く。通常の移動曲線により、得られた異なる特性特性は右方向に移動する。
2. テストの哲学
現在、超音波法は、ボルト軸力試験自動車サブシステムの締結点の超音波音時間差とボルト軸力の関係特性曲線（ボルト校正曲線）を事前に求めておき、その後、実際の部品サブシステムの試験を行う。ボルトの音時間差を超音波で測定し、校正曲線を参照することで、締め付け接続部におけるボルトの軸力を求めることができる。したがって、正しい校正曲線を得ることは、実際の部品サブシステムにおけるボルト軸力測定結果の精度にとって特に重要である。現在、超音波検査法には、主に単波法（すなわち縦波法）と横縦波法がある。
ボルトの校正プロセスでは、締め付け長さ、温度、締め付け機の速度、固定具の工具など、校正結果に影響を与える要因が多数あります。現在、最も一般的なボルト校正方法は回転締め付け法です。ボルトはボルトテストベンチで校正されます。そのためには、軸力センサーの支持固定具、つまり圧力プレートと内ねじ穴固定具を製作する必要があります。内ねじ穴固定具の機能は、通常のナットの代わりとなることです。自動車のシャシーの安全率の高い締結接続点では、通常、緩み防止設計が使用され、締結の信頼性を確保しています。現在採用されている緩み防止対策の1つは、セルフロックナット、つまり有効トルクロックナットです。
著者は縦波法を採用し、自作のめねじ固定具を用いて通常のナットとセルフロックナットを選択し、ボルトの校正を行った。様々な締め付け戦略と校正方法を用いて、通常のナットとセルフロックナットのボルト曲線の校正における違いを研究した。自動車サブシステムファスナーの軸力試験に関するいくつかの提言を行った。
超音波技術によるボルト軸力の試験は間接的な試験方法である。音弾性の原理によれば、固体中の音の伝播速度は応力と関連しているため、超音波を用いてボルトの軸力を測定することができる[5-8]。ボルトは締め付け過程で伸び、同時に軸方向の引張応力が発生する。超音波パルスはボルトの頭部から尾部へと伝達される。媒体の密度の急激な変化により、超音波パルスは元の経路に沿って戻り、ボルトの表面は圧電セラミックを介して信号を受信します。時間差Δt。超音波試験の模式図を図1に示す。時間差は伸びに比例する。
超音波技術によるボルトの軸力試験は間接的な試験方法です。音弾性の原理によれば、固体中の音の伝播速度は応力と相関関係にあるため、超音波を用いて軸力を求めることができます。ボルトの軸力ボルトは締め付け過程で伸び、同時に軸方向の引張応力が発生します。超音波パルスはボルトの頭部から尾部へと伝播します。媒体の密度の急激な変化により、超音波パルスは元の経路をたどり、ボルト表面は圧電セラミックを介して信号を受信します。時間差Δt。超音波探傷試験の模式図を図1に示します。時間差は伸びに比例します。
M12 mm × 1.75 mm × 100 mm、次にボルトの仕様、通常のボルトを使用して5つのこのようなボルトを固定し、最初にさまざまな形式の校正はんだペーストを使用してセルフアンカーテストを使用し、人工スパイラルプレートをボルトフランジにフィットさせてプレスします。初期波をスキャンするとき（つまり、元のL0を記録するとき）、次に1つのツールで100 N・m + 30°にねじ込みます（タイプI方式と呼ばれます）、もう1つは初期波をスキャンし、締め付けガンでターゲットサイズにねじ込みます（タイプI方式と呼ばれます）。 2番目のタイプの方法の場合、このプロセスには特定のタイプがあります（図4に示すように）5は通常のボルトとセルフロック方式です。タイプI方式に従って校正した後の曲線図6はセルフロックタイプです。図6はセルフロッククラスです。クラスIとクラスIIの曲線。使用方法は、共通のアンカー アンカー クラスのカスタム カーブを使用し、完全に同じ (すべて同じセグメント レートとポイント数で原点を通過する)、アンカー ポイント タイプのインデックス タイプをロックする (タイプ I とアンカー マーク、間隔の傾斜の差とポイント数)、類似性を取得する) です。
実験3は、データ収集機器ソフトウェアのグラフ設定のY3座標を温度座標（外部温度センサーを使用）に設定し、ボルトの空転距離を60mmに設定して校正し、トルク/軸力/温度と角度の曲線を記録することです。 図8に示すように、ボルトを連続的にねじ込むと、温度が連続的に上昇し、温度上昇は線形と見なすことができます。 4つのボルトサンプルは、セルフロックナットを使用して校正用に選択されました。 図9は、4つのボルトの校正曲線を示しています。 4つの曲線はすべて右に移動していますが、移動の程度が異なっていることがわかります。 表2は、締め付けプロセス中の校正曲線の右へのシフト距離と温度上昇を記録しています。 校正曲線が右にシフトする程度は、基本的に温度上昇に比例していることがわかります。
3. 結論と考察
ボルトは締め付け時に軸方向応力とねじり応力の複合作用を受け、両者の合力により最終的にボルトが降伏する。ボルトの校正では、ボルトの軸力のみが校正曲線に反映され、締結サブシステムの締め付け力が提供される。図5の試験結果からわかるように、セルフロックナットであるにもかかわらず、ボルトを手動で圧力プレートの座面にほぼ嵌合する位置まで回転させた後、初期長さを記録すると、校正曲線の結果は通常のナットの結果と完全に一致する。これは、この状態ではセルフロックナットのセルフロックトルクの影響が無視できることを示しています。
電動ガンでボルトをセルフロックナットに直接締め付けると、図6に示すように、曲線全体が右にシフトします。これは、セルフロックトルクが校正曲線の音響時間差に影響を与えることを示しています。曲線の最初の部分が右にシフトしているのを見ると、ボルトに一定の伸びがある状態で軸力が発生していないか、軸力が非常に小さいことがわかります。これは、ボルトが軸力センサーに押し付けられていないことと同じです。伸びているため、このときのボルトの伸びは偽の伸びであり、実際の伸びではありません。偽の伸びが発生する理由は、空気締め付けプロセス中にセルフロックトルクによって発生した熱が超音波の伝播に影響を与え、それが曲線に反映されるためです。これはボルトが伸びたことを示しており、温度が超音波に影響を与えていることを示しています。図6では、セルフロックナットも校正に使用されていますが、校正曲線が右にシフトしないのは、セルフロックナットをねじ込む際に摩擦が生じて熱が発生するものの、ボルトの初期長さの記録にその熱が含まれてしまっているためです。ボルトの校正時間は非常に短い（通常5秒未満）ため、温度の影響は校正特性曲線に現れません。
上記の分析から、空気ねじ込み時のねじ摩擦によりボルトの温度が上昇し、超音波速度が低下し、校正曲線が右に平行シフトするという形で現れることがわかります。トルクは、図10に示すように、どちらもねじ摩擦によって発生する熱に比例します。表2では、締め付けプロセス全体における校正曲線の右シフトの大きさとボルトの温度上昇がカウントされています。校正曲線の右シフトの大きさは温度上昇の度合いと一致しており、直線的な比例関係にあることがわかります。その比率は約10.1です。温度が10℃上昇すると、音響時間差は101ns増加し、M12ボルト校正曲線上の軸力24.4kNに相当します。物理的な観点からは、温度の上昇によりボルト材料の共振特性が変化し、ボルト媒体を通過する超音波の速度が変化して、超音波の伝播時間に影響を与えると説明されています。
4. 提案
通常のナットを使用する場合セルフロックナットボルトの特性曲線を校正する場合、方法が異なると異なる校正特性曲線が得られます。セルフロックナットの締め付けトルクによってボルトの温度が上昇し、超音波の時間差が大きくなるため、得られた校正特性曲線は右方向に平行移動します。
実験室でのテストでは、超音波に対する温度の影響を可能な限り排除するか、ボルトの校正と軸力テストの 2 段階で同じ校正方法を採用する必要があります。
投稿日時: 2022年10月19日
