1. 간략히
종파에 사용되고 사용하도록 선택된 내부 스레드는 고정되어 있습니다.일반 볼트본 연구에서는 서로 다른 조임 전략으로 보정된 앵커 볼트와 셀프록킹 볼트의 보정 특성 곡선의 차이를 분석하였다. 결과: 볼트와 볼트 보정 방법은 서로 다른 보정 특성을 나타내며, 체인의 잠금 시간 스케일에 따라 셀프록킹 자체 보정 및 자체 보정 시간 스케일이 서로 다른 목표 지점을 형성한다. 정상적인 이동 곡선으로 인해 얻어진 서로 다른 특성 곡선은 오른쪽으로 이동한다.
2. 철학 테스트
현재 초음파 방법은 널리 사용되고 있습니다.볼트 축력 시험자동차 부품 하위 시스템의 체결 지점, 즉 볼트 축력과 초음파 음파 시간차 사이의 관계 특성 곡선(볼트 교정 곡선)을 사전에 확보한 후, 실제 부품 하위 시스템에 대한 후속 테스트를 수행합니다. 조임 연결부에서 볼트의 축력은 볼트의 음파 시간차를 초음파로 측정하고 교정 곡선을 참조하여 구할 수 있습니다. 따라서 정확한 교정 곡선을 얻는 것은 실제 부품 하위 시스템에서 볼트 축력 측정 결과의 정확도를 위해 매우 중요합니다. 현재 초음파 검사 방법에는 주로 단일파 방식(즉, 종파 방식)과 횡종파 방식이 있습니다.
볼트 교정 과정에서는 클램핑 길이, 온도, 조임 기계 속도, 고정 장치 등 여러 요인이 교정 결과에 영향을 미칩니다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 볼트 교정 방법은 회전 조임법입니다. 볼트는 볼트 시험대에서 교정되며, 이를 위해서는 축력 센서용 지지 고정 장치(압력판 및 내부 나사 구멍 고정 장치)를 제작해야 합니다. 내부 나사 구멍 고정 장치는 일반 너트를 대체하는 역할을 합니다. 자동차 섀시의 안전 계수가 높은 체결 연결 지점에는 체결 신뢰성을 확보하기 위해 풀림 방지 설계가 일반적으로 적용됩니다. 현재 채택되고 있는 풀림 방지 조치 중 하나는 자체 잠금 너트, 즉 유효 토크 잠금 너트입니다.
본 연구에서는 종파법을 채택하고 자체 제작한 내부 나사 고정 장치를 이용하여 일반 너트와 셀프록킹 너트를 선택하여 볼트의 교정을 수행하였다. 다양한 조임 전략과 교정 방법을 통해 일반 너트와 셀프록킹 너트를 사용했을 때 볼트 교정 곡선의 차이를 분석하였다. 또한 자동차 하위 시스템 체결 부품의 축력 시험에 대한 몇 가지 권장 사항을 제시하였다.
초음파 기술을 이용한 볼트의 축력 측정은 간접적인 측정 방법입니다. 음파탄성 원리에 따르면 고체 내 음파 전파 속도는 응력과 관련이 있으므로 초음파를 이용하여 볼트의 축력을 측정할 수 있습니다[5-8]. 볼트는 조임 과정에서 늘어나면서 축 방향 인장 응력을 발생시킵니다. 초음파 펄스는 볼트 머리에서 꼬리로 전달됩니다. 매질 밀도의 급격한 변화로 인해 펄스는 원래 경로를 따라 되돌아오고, 볼트 표면은 압전 세라믹을 통해 신호를 수신합니다. 이때 시간차 Δt가 발생합니다. 초음파 측정의 개략도는 그림 1에 나타나 있습니다. 시간차는 늘어난 길이에 비례합니다.
초음파 기술을 이용한 볼트의 축력 시험은 간접 시험 방법입니다. 음파탄성 원리에 따르면 고체 내 음파 전파 속도는 응력과 관련이 있으므로 초음파를 이용하여 응력을 측정할 수 있습니다.볼트의 축력볼트는 조임 과정에서 늘어나면서 동시에 축 방향 인장 응력을 발생시킵니다. 초음파 펄스는 볼트 머리에서 꼬리 쪽으로 전달됩니다. 매질 밀도의 급격한 변화로 인해 펄스는 원래 경로를 따라 되돌아오고, 볼트 표면은 압전 세라믹을 통해 신호를 수신합니다. 시간 차이 Δt. 초음파 검사의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 시간 차이는 늘어난 길이에 비례합니다.
M12mm × 1.75mm × 100mm 규격의 볼트를 사용하여 5개의 볼트를 고정합니다. 먼저, 다양한 형태의 교정용 솔더 페이스트를 사용하여 자체 고정 테스트를 수행합니다. 인공 나선형 플레이트를 볼트 플랜지에 끼워 넣고 누를 때 초기 파형을 스캔하여 초기 L0 값을 기록합니다. 그런 다음 한 가지 공구를 사용하여 100N·m + 30°의 토크로 조입니다(제1형 방법). 다른 한 가지 방법은 초기 파형을 스캔한 후 조임총을 사용하여 목표 크기까지 조입니다(제1형 방법). 제2형 방법의 경우, 이 과정에서 특정 유형이 발생합니다(그림 4 참조). 그림 5는 일반 볼트와 자체 잠금 방식의 제1형 방법에 따른 교정 후 곡선입니다. 그림 6은 자체 잠금 방식의 제1등급 및 제2등급 곡선입니다. 사용 방법은 다음과 같습니다. 공통 앵커 클래스의 사용자 정의 곡선을 사용하고, 모든 곡선이 원점을 통과하며 동일한 세그먼트 비율과 점 개수를 갖도록 합니다. 앵커 포인트 유형의 인덱스 유형(유형 I 및 앵커 마크, 구간 차이의 기울기 및 점 개수)을 고정합니다. 그런 다음 유사도를 계산합니다.
실험 3에서는 데이터 수집 장비 소프트웨어의 그래프 설정에서 Y3 좌표를 온도 좌표(외부 온도 센서 사용)로 설정하고, 볼트의 유휴 거리를 60mm로 설정하여 교정하고, 토크/축력/온도 및 각도 변화 곡선을 기록했습니다. 그림 8에서 볼 수 있듯이, 볼트를 계속 조이면 온도가 지속적으로 상승하며, 온도 상승은 선형적인 것으로 간주할 수 있습니다. 셀프록킹 너트를 사용하여 4개의 볼트 샘플을 선택하여 교정했습니다. 그림 9는 4개 볼트의 교정 곡선을 보여줍니다. 4개의 곡선 모두 오른쪽으로 이동했지만, 이동 정도는 서로 다릅니다. 표 2는 교정 곡선의 오른쪽 이동 거리와 조임 과정 중 온도 상승량을 나타냅니다. 교정 곡선의 오른쪽 이동량은 기본적으로 온도 상승량에 비례함을 알 수 있습니다.
3. 결론 및 논의
볼트는 조임 과정에서 축 방향 응력과 비틀림 응력의 복합적인 작용을 받으며, 이 두 응력의 합력으로 인해 결국 항복하게 됩니다. 볼트 교정 시에는 볼트의 축 방향 힘만 교정 곡선에 반영하여 체결 하위 시스템의 체결력을 산출합니다. 그림 5의 시험 결과에서 볼 수 있듯이, 셀프록킹 너트임에도 불구하고 볼트를 수동으로 회전시켜 압력판의 베어링 표면에 거의 맞닿을 때까지 돌린 후 초기 길이를 측정하면 교정 곡선 결과가 일반 너트의 결과와 완전히 일치합니다. 이는 이러한 상태에서 셀프록킹 너트의 셀프록킹 토크의 영향이 미미함을 보여줍니다.
전동건으로 볼트를 셀프록킹 너트에 직접 조이면 그림 6에서와 같이 곡선 전체가 오른쪽으로 이동합니다. 이는 셀프록킹 토크가 교정 곡선의 음향 시간 차이에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 곡선의 초기 부분이 오른쪽으로 이동한 것을 보면, 볼트가 일정량 늘어나거나 축력이 매우 작은 조건에서는 축력이 아직 발생하지 않았음을 알 수 있습니다. 이는 볼트가 축력 센서에 눌리지 않고 늘어난 상태와 같습니다. 이때 볼트의 늘어남은 실제 늘어남이 아니라 잘못된 늘어남입니다. 이러한 잘못된 늘어남이 발생하는 이유는 공기 조임 과정에서 셀프록킹 토크로 인해 발생하는 열이 초음파의 전파에 영향을 미쳐 곡선에 반영되기 때문입니다. 곡선은 볼트가 늘어난 것처럼 보이게 하여 온도가 초음파에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 그림 6의 경우에도 셀프록킹 너트를 교정에 사용했지만, 교정 곡선이 오른쪽으로 이동하지 않는 이유는 셀프록킹 너트를 조일 때 마찰로 인해 열이 발생하지만, 이 열은 볼트의 초기 길이 측정 시 이미 반영되었고, 볼트 교정 시간도 매우 짧기 때문에(일반적으로 5초 미만) 온도의 영향이 교정 특성 곡선에 나타나지 않기 때문입니다.
위 분석에서 알 수 있듯이, 공기압축 조임 시 나사산 마찰로 인해 볼트 온도가 상승하고, 이는 초음파 속도를 감소시켜 보정 곡선이 오른쪽으로 평행 이동하는 현상으로 나타납니다. 토크는 나사산 마찰로 발생하는 열에 비례하며, 그림 10에 나타낸 바와 같습니다. 표 2에는 보정 곡선의 오른쪽 이동량과 전체 조임 과정 동안 볼트 온도 상승량을 계산하여 나타냈습니다. 보정 곡선의 오른쪽 이동량은 온도 상승량과 일치하며, 선형 비례 관계를 보입니다. 그 비율은 약 10.1입니다. 온도가 10°C 상승한다고 가정하면, 음향 시간 차이는 101ns 증가하며, 이는 M12 볼트 보정 곡선에서 24.4kN의 축력에 해당합니다. 물리적 관점에서 보면, 온도 상승은 볼트 재질의 공진 특성을 변화시켜 볼트 매질을 통과하는 초음파 속도를 변화시키고, 결과적으로 초음파 전파 시간에 영향을 미치게 됩니다.
4. 제안
일반 견과류를 사용할 경우셀프록킹 너트볼트의 특성 곡선을 교정할 때, 방법에 따라 서로 다른 교정 특성 곡선이 얻어집니다. 셀프록킹 너트의 조임 토크가 증가하면 볼트의 온도가 상승하고, 이로 인해 초음파 시간차가 커지며, 얻어진 교정 특성 곡선은 이에 따라 오른쪽으로 이동합니다.
실험실 테스트 중에는 초음파에 미치는 온도의 영향을 최대한 제거해야 하며, 볼트 교정과 축력 테스트의 두 단계에서 동일한 교정 방법을 채택해야 합니다.
게시 시간: 2022년 10월 19일



