利用平均振動響應能量的螺栓松動檢測方法

伍濟鋼,邵俊,周根,陽德強,成遠

(1.湖南科技大學 機械設備健康維護湖南省重點實驗室,湖南湘潭 411201;2.中國航發(fā)湖南南方宇航工業(yè)有限公司,湖南株洲 412002)

螺栓連接以其具有低成本、易于安裝、承受負荷大等優(yōu)點廣泛應用于諸多工程領域[1]。同時,結構在工作過程中極易受到疲勞、沖擊等載荷的影響而產(chǎn)生振動,長久振動可能會引起螺栓松動的產(chǎn)生,這將帶來極大的安全隱患[2],因此,為了確保設備健康平穩(wěn)運行,簡單有效檢測這些結構的螺栓松動故障至關重要[3]。

近年來,國內(nèi)外眾多學者所提出螺栓松動檢測方法主要包括:阻抗法[4-6],振動法[7-9],超聲法[10-12]。其中,振動法基于螺栓連接松動本質(zhì)上是螺栓連接剛度減小,導致結構松動損傷后振動信息發(fā)生變化,可依據(jù)由松動損傷引起的結構動態(tài)參數(shù)變化或振動響應特征變化檢測螺栓松動。He等[13]提出利用結構固有頻率變化來檢測螺栓連接的松動,并以帶螺栓法蘭的鋼制管道結構為實驗對象,成功地檢測出了松動螺栓位置。Milanese等[14]使用光纖應變傳感系統(tǒng)獲得結構的應變響應數(shù)據(jù),研究了兩種從僅輸出振動數(shù)據(jù)中檢測松動方法,并通過螺栓連接梁實驗驗證了所提出方法的有效性。李允公等[15]考慮到螺栓松動會導致被聯(lián)接件結合部動力參數(shù)發(fā)生變化,由此提出了一種基于兩被聯(lián)接件振動信號的松動識別方法。謝鋒云等[16]針對螺栓出現(xiàn)松動故障信號產(chǎn)生非線性的現(xiàn)象,提出了一種基于VMD與LSSVM模型相結合的螺栓松動狀態(tài)識別方法,并以2塊15 mm厚的鋼制螺栓連接板為實驗對象驗證了該方法的有效性。……