Détection de contrainte des boulons

La détection des contraintes des boulons est une technique clé pour évaluer l'état des contraintes internes d'un boulon pendant une longue période de service ou dans des conditions de travail spécifiques, avec pour objectif principal d'assurer la fiabilité des connexions, de vérifier les propriétés des matériaux et de prévenir les risques de défaillance dus à la relaxation ou à La concentration des contraintes.

La détection des contraintes des boulons est une technique clé pour évaluer l'état des contraintes internes d'un boulon pendant une longue période de service ou dans des conditions de travail spécifiques, avec pour objectif principal d'assurer la fiabilité des connexions, de vérifier les propriétés des matériaux et de prévenir les risques de défaillance dus à la relaxation ou à La concentration des contraintes. La présentation suivante porte sur les cinq principes de détection, les méthodes, les normes, les facteurs d'influence et les applications de l'équipement:

I. principe de détection

La détection de contrainte de boulon est basée sur les propriétés mécaniques et acoustiques du matériau, en inversant les valeurs de contrainte de poussée en mesurant les variations de grandeurs physiques induites par la contrainte, telles que la vitesse du son, la déformation, le déplacement, etc. Ses principes fondamentaux comprennent:

Effets Acousto - élastiques: lorsque les ultrasons se propagent dans le matériau, les contraintes provoquent des variations de la vitesse du son, qui peuvent être calculées en mesurant la vitesse du son ou le temps de vol (tof). Par exemple, lorsque la contrainte axiale du boulon augmente, la vitesse du son ultrasonique diminue linéairement et peut être convertie avec précision en valeur de contrainte par une courbe d'étalonnage.

Effet déformation - résistance: la Feuille de déformation résistive est collée sur la surface du boulon, produit un changement de résistance avec la déformation du boulon, convertit le changement de résistance en valeur de déformation via un pont de Wheatstone, puis calcule la contrainte en combinaison avec le module d'élasticité du matériau.

Principe de distorsion du réseau: La Diffraction des rayons X ou des neutrons mesure indirectement les contraintes résiduelles en analysant les variations de l'espacement du réseau du matériau, applicable à l'analyse de la distribution des contraintes en surface ou en profondeur.

II. Méthodes de détection

Selon le scénario de détection et les exigences de précision, la méthode de détection de contrainte de boulon peut être divisée en deux grandes catégories de détection non destructive et de détection destructive:

Détection non destructive:

Détection de stress par ultrasons:

Principe: en utilisant l'effet Acousto - élastique, la contrainte est calculée en mesurant le temps de propagation des ultrasons dans le boulon ou la variation de la vitesse du son.

Avantage: pas besoin de casser les boulons, peut surveiller l'état de service en ligne, convient aux environnements difficiles tels que la chaleur, la haute pression et d'autres.

Application: détection de boulons clés dans l'aérospatiale, l'énergie nucléaire, l'énergie éolienne et d'autres domaines, tels que les boulons de pale de moteur, les boulons de récipient à pression de réacteur nucléaire.

Détection de contraintes magnétoélastiques:

Principe: basé sur l'effet d'anisotropie magnétique des matériaux ferromagnétiques, la variation de contrainte entraîne une modification de la Perméabilité magnétique, la variation de champ magnétique est mesurée par un capteur magnétique pour inverser la contrainte de poussée.

Avantage: la vitesse de détection est rapide et convient pour le dépistage en masse.

Limitations: convient uniquement aux matériaux ferromagnétiques (par exemple, acier au carbone, acier allié).

Méthode de diffraction des rayons X:

Principe: lorsque les rayons X pénètrent dans le matériau, la variation de l'espacement du réseau provoque un décalage angulaire de diffraction, la contrainte étant calculée en mesurant le décalage.

Avantage: haute précision, peut analyser la distribution de contrainte de surface ou de surface proche.

Limitations: l'équipement est coûteux, l'efficacité de détection est faible et nécessite une opération professionnelle.

Détection destructive:

Méthode de forage:

Principe: le forage à la surface du boulon libère les contraintes résiduelles, les contraintes brutes sont calculées en mesurant les variations de déformation autour du trou de forage.

Limitations: boulons à détruire, ne convient qu'à une seule détection ou analyse de défaillance.

Méthode de tranchage:

Principe: le boulon de coupe prend la section et évalue indirectement l'état de contrainte par analyse métallographique ou test de dureté.

Limites: boulons cassés, uniquement pour des études de laboratoire ou pour l'analyse des causes de défaillance.