CN114577394A - 一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法，用于对超声检测装置进行标定，包括：控制电机驱动所述螺栓转动；控制扭矩传感器获取所述螺栓受到轴向拉应力时，与所述螺栓螺纹连接的螺母的扭转力矩；根据所述扭转力矩获得所述螺栓受到的轴向拉应力的第一拉应力值；根据所述第一拉应力值对超声检测装置进行标定。由上，通过电机驱动螺栓转动，从而使螺母产生扭转力矩，使螺栓产生轴向拉应力。由此，可以避免手动加载扭转力矩对检测轴向拉应力精度造成的影响，提高根据扭转力矩获得的第一拉应力值的精度，进而提高根据第一拉应力值对超声检测装置进行标定的精度。

Description

一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法及装置

技术领域

本发明涉及超声检测设备技术领域，特别是指一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法及装置。

背景技术

随着国内外超声检测材料中残余应力的技术不断发展，超声体波法测量应力技术逐步成为无损检测中的重要方法之一。材料中超声体波波速与应力状态的关系能够对材料中的应力进行表征。相比于其他的X射线法、中子衍射法等无损检测方法，超声检测方法能够普遍量化地运用于各种场景，并且具有更强的渗透力。

螺栓在机械结构中承担的重要紧固联接作用，绝大多数螺栓在装配时都需要进行紧固。预紧力可以防止联接件受载荷后出现缝隙或发生相对滑移，以增加联接的紧密性。但是由于紧固力的存在，螺栓服役过程中持续存在轴向拉应力。运用超声法进行螺栓紧固轴向应力的检测时，对超声***的检测性能的评估和检测系数的校准，对超声***对螺栓应力的标定更有实用的价值和重要的意义。

文献检索发现，目前螺栓轴向拉应力超声检测和超声应力检测***的标定和校准，局限于体积大的拉伸机进行应力模拟，扭转力矩模拟螺栓工程应用时受力情况的方法及装置较少，并在加载螺栓轴向应力时需要用扳手进行加载，可能出现加载力不准确和预紧力未知的情况发生。

有鉴于此，亟需一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法及装置，可以提高超声波检测螺栓紧固轴向拉应力的准确性。

发明内容

本申请提供一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法及装置，可以提高超声波检测螺栓紧固轴向拉应力的准确性。

本申请第一方面提供一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法，用于对超声检测装置进行标定，包括：控制电机驱动所述螺栓转动；控制扭矩传感器获取所述螺栓受到轴向拉应力时，与所述螺栓螺纹连接的螺母的扭转力矩；根据所述扭转力矩获得所述螺栓受到的轴向拉应力的第一拉应力值；根据所述第一拉应力值对超声检测装置进行标定。

由上，通过电机驱动螺栓转动，从而使螺母产生扭转力矩，使螺栓产生轴向拉应力。由此，可以避免手动加载扭转力矩对检测轴向拉应力精度造成的影响，提高根据扭转力矩获得的第一拉应力值的精度，进而提高根据第一拉应力值对超声检测装置进行标定的精度。

作为第一方面的一种可能的实现方式，控制超声探头收发器获取所述螺栓受到轴向拉应力时，与没有受到轴向拉应力时超声波在所述螺栓中传播的时间信息；所述根据所述第一拉应力值对超声检测装置进行标定，具体为：根据所述第一拉应力值与所述时间信息获得第一超声应力系数；控制所述超声检测装置保存所述第一超声应力系数。

由上，根据第一拉应力值获得第一超声应力系数，通过控制超声检测装置保存改第一超声应力系数，实现对超声检测装置的标定。由此，超声检测装置可以根据第一超声应力系数对螺栓紧固轴向拉应力进行检测。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述控制所述超声检测装置保存所述第一超声应力系数，具体为：所述控制所述超声检测装置以所述第一超声应力系数覆盖所述超声检测装置中存储的第二超声应力系数。

由上，通过控制超声检测装置以第一超声应力系数覆盖存储的第二超声应力系数，从而可以实现对超声检测装置的校准。从而可以避免超声检测装置使用第二超声应力系数获得螺栓紧固轴向拉应力时产生的误差，进而提高了超声检测装置的检测精度。

本申请第二方面提供一种螺栓紧固轴向拉应力检测校准装置，用于检测螺栓与螺母在紧固状态下的轴向拉应力，包括：支架；扭矩传感器，所述扭矩传感器沿轴线安装在所述支架上；第一夹具，所述第一夹具沿所述轴线安装在所述扭矩传感器上，所述第一夹具中沿所述轴线设置有第一空间，所述第一空间沿所述轴线在所述第一夹具上与所述扭矩传感器相背一侧形成有第一开口，所述第一空间的形状与所述螺母相适配，所述第一空间还用于容纳超声检测装置的超声探头收发器，所述超声探头收发器与所述螺杆的端部耦合；第二夹具，所述第二夹具沿所述轴线安装在所述支架上，位于与所述第一开口相对一侧位置，所述第二夹具中沿所述轴线设置有第二空间，所述第二空间沿所述轴线在所述第二夹具上与所述第一开口相对一侧形成有第二开口，所述第二空间的形状与所述螺栓的头部相适配；电机，所述电机与所述第二夹具传动连接，驱动所述第二夹具以所述轴线为轴心转动；套筒，所述套筒具有安装孔，所述螺栓的螺杆穿过所述安装孔后可与所述螺母螺纹连接。

由上，可以在螺栓的螺杆穿过紧固孔与螺母连接后，使螺母置于第一空间内，使螺栓的头部置于第二空间内。通过电机驱动第二夹具转动，从而使螺母产生扭转力矩，使螺栓产生轴向的拉应力。由此，可以避免手动加载扭转力矩对检测精度造成的影响。

另外，通过扭矩传感器可以检测螺母的扭转力矩，根据扭转力矩可以获得螺栓受到的拉应力的第一拉应力值。通过超声探头收发器可以获得螺栓受到拉应力时与没有受到拉应力时，超声波传播的时间信息，根据时间信息与第一拉应力值可以获得该螺栓的第一超声应力系数。由此，通过使超声检测装置保存该第一超声应力系数，实现对超声检测装置的标定，使超声检测装置可以根据第一超声应力系数与时间信息实现对螺栓紧固轴向拉应力的检测。或者，通过使超声检测装置保存该第一超声应力系数，以覆盖超声检测装置存储的第二超声应力系数，实现对超声检测装置的校准，使超声检测装置可以根据第一超声应力系数与时间信息实现对螺栓紧固轴向拉应力的检测，以提高超声应力检测装置的检测精度。

作为第二方面的一种可能的实现方式，所述扭矩传感器上与所述第一夹具相背一侧沿所述轴线设置有连接杆，所述连接杆与所述支架沿所述轴线滑动连接。

由上，由于连接杆与支架沿轴线滑动连接，因此可以对第一夹具的位置进行调节，进而可以对第一夹具与第二夹具之间的距离进行调节。由此，可以方便地对螺栓与螺母进行安装及拆卸，同时还可以使本申请的螺栓紧固轴向拉应力检测校准装置适用于不同长度的螺栓，从而提高了适用范围。

作为第二方面的一种可能的实现方式，所述支架上设置有第一连接孔，所述连接杆上与所述第一连接孔相对应的位置设置有第二连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔通过***销连接。

由上，连接杆与支架之间可以通过在第一连接孔与第二连接孔中***销实现连接，从而可以方便地对连接杆进行固定。

作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第二连接孔为沿所述轴线设置的多个。

由上，通过沿轴线设置多个第二连接孔，从而可以在不同的位置对连接杆进行固定，由此可以使第一夹具与第二夹具在不同的距离上实现固定，从而适用于不同长度的螺栓。

作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第一空间内表面与所述螺母之间涂覆有润滑剂。

由上，可以减少螺母与第一空间内表面之间的摩擦力，从而可以减少摩擦力对检测精度的影响。

作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第一空间在所述第一夹具上形成有第三开口，所述第三开口位于远离所述第一开口的位置。

由上，可以通过第三开口方便地将超声探头收发器放入第一空间内，以便使超声探头收发器与螺杆的端部耦合。

作为第二方面的一种可能的实现方式，还包括：控制器，所述控制器与所述扭矩传感器、所述电机电连接。

由上，控制器可以根据扭矩传感器检测到的扭转力矩对电机进行控制，从而可以提高螺母扭转力矩的精度，进而可以提高控制器根据扭转力矩获得的第一拉应力值的精度。

本申请第三方面提供一种计算设备，包括处理器与存储器，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行第一方面任意一种所述的方法。

本申请第四方面提供一种存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行第一方面任意一种所述的方法。

本申请第五方面提供一种计算机程序产品，其包括有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行第一方面任意一种所述的方法。

本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

以下参照附图来进一步说明本发明的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所涉及领域的惯常的且对于本申请非必要的特征，或是额外示出了对于本申请非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本申请。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：

图1为本申请实施例中超声检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例中螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置的前视结构示意图；

图3为图2中第一夹具的前视结构示意图；

图4为图3中第一夹具A-A方向的剖视示意图；

图5为图2中第二夹具的立体结构示意图；

图6为图2中螺栓紧固结构的前视结构示意图；

图7为图6中螺栓紧固结构B-B方向的剖视示意图；

图8为本申请实施例中螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置的电连接示意图；

图9为本申请实施例中螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法的流程图；

图10是本申请实施例提供的一种计算设备的结构性示意性图。

附图标记说明

10超声检测装置；20螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置；110控制计算机；120超声板卡；130超声探头；210支架；211第一连接孔；220扭矩传感器；221连接杆；222第二连接孔；230第一夹具；231第一空间；232第一开口；233第三开口；240第二夹具；241第二空间；242第二开口；250套筒；251安装孔；260电机；270***销；310螺栓；320螺母；L轴线；1500计算设备；1510处理器；1520存储器；1530通信接口。

具体实施方式

说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。

本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。

下面，结合附图，首先对本申请实施例中的超声检测装置的具体结构进行详细的描述。

图1为本申请实施例中超声检测装置10的结构示意图。如图1所示，本申请实施例中的超声检测装置10包括：控制计算机110、超声板卡120以及超声探头收发器130(简称超声探头130)。其中，控制计算机110遇超声板卡120电连接，超声板卡120与超声探头130电连接，电连接方式可以包括电源连接与通信连接。

超声探头130可以由超声换能器制成，具体的，超声换能器可以采用直入射、自发自收检测方案，超声换能器既作为发射端，又用作接收端，即收发两用型超声换能器(又称为收发两用型压电式超声换能器)作为超声探头130。为了消除更换纵波探头产生的测量误差、提高检测效率并实现检测的自动化，该超声换能器主要由横纵波晶振单元、隔离层、背衬材料、匹配层以及其他辅助装置组成。同时，为了保证检测过程中超声换能器与螺栓310端部的稳定耦合，利用磁体的吸力，使超声换能器与螺栓310的端面紧密贴合。

超声板卡120可以由脉冲发射端和信号接收端两部分组成，其作用是产生一个高压脉冲激励信号(又称激励脉冲信号)以及接收连续的超声回波信号。具体的，脉冲发射端：脉冲发射端产生与超声换能器特性和检测需要相匹配的方波脉冲信号，其主要参数包括脉冲幅值、脉冲宽度和脉冲重复频率。一方面，需要调节脉冲幅值以保证激励信号具有足够的能量来抵抗衰减；另一方面，需要调节脉冲宽度以适应不同频率的超声换能器。信号接收端：信号接收端是超声回波信号的测量电路。信号接收端最基本的两个功用就是放大超声信号和抑制噪声信号，其中抑制噪声信号主要通过滤波实现。同时，由于超声信号为高频信号，所以要求信号接收端的通频带包含换能器的中心频率。

由上，当使用本申请实施例中的超声检测装置10对螺栓310紧固轴向拉应力进行检测时，可以将超声探头130设置在螺栓310的螺杆端部位置，使超声探头130与螺栓310耦合。由控制计算机110控制超声板卡120向超声探头130发出激励脉冲信号，超声探头130接收到激励脉冲信号后，向螺栓310内发出超声波。超声探头130接收到超声波产生的超声回波后，发送给超声板卡120。超声板卡120接收到超声回波后，将信息发送给控制计算机110，控制计算机110可以根据信息获得超声波在螺栓310内的传播时间，具体的可以获得超声波的纵波在螺栓310内的传播时间。最终，控制计算机110可以根据传播时间与超声应力系数获得螺栓310中拉应力的第一拉应力值。

超声应力系数与螺栓310中拉应力的关系通过以下公式计算，计算原理基于波动控制方程和声弹性理论：

其中，λ、μ、m、l为螺栓310弹性常数；

ρ₀为螺栓310密度；

v_L0为零应力状态下螺栓310中纵波波速；

K₁₁₁为螺栓310的纵波弹性系数(即相当于第一超声应力系数与第二超声应力系数)；

t_σ为螺栓310受拉时测得的超声纵波传播时间；

t₀为螺栓310无应力时测得的超声纵波传播时间。

常用材料的密度、弹性常数和声速如表1所示：

表1

由于螺栓310紧固轴向应力导致声时差发生变化主要涉及两个方面，一是螺栓310在轴向力的作用下，其长度会发生改变而导致的超声传播声程的变化；二是由于声弹性效应，螺栓310内的应力状态会影响超声的传播速度，螺栓310等效受力长度为h，

采用自发自收的超声激励和接收方式时超声传播过程包括去程和回程，声时差Δt与应力σ的关系为：

一般情况下K₁₁₁的数量级为10^-11，σ的数量级为10⁸，因此K₁₁₁σ＜＜1，因此上式可以简化为：

根据上述公式，可以得出超声检测装置10所测量得到的声时差与螺栓310内部轴向应力呈线性关系。

综上所述，本申请实施例中的超声检测装置10可以通过超声探头收发器130获取螺栓310受到轴向拉应力时，与没有受到轴向拉应力时超声波在螺栓310中传播的时间信息。超声检测装置10可以根据螺栓310相对应的超声应力系数与检测到的时间信息，计算得出螺栓310紧固轴向拉应力的拉应力值。因此，超声检测装置10在使用前如果没有存储有该螺栓310对应的超声应力系数，则超声检测装置10有对超声应力系数进行标定的需求；超声检测装置10在使用前如果存储有该螺栓310对应的超声应力系数，但是，随着环境或其他因素的改变，超声检测装置10存储的超声应力系数可能会存在误差，因此超声检测装置10有对超声应力系数进行校准的需求。

下面，结合附图，对本申请实施例中的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20的具体结构进行详细的描述。

图2为本申请实施例中螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20的前视结构示意图；图3为图2中第一夹具230的前视结构示意图；图4为图3中第一夹具230B-B方向的剖视示意图；图5为图2中第二夹具240的立体结构示意图；图6为图2中螺栓310紧固结构的前视结构示意图；图7为图6中螺栓310紧固结构A-A方向的剖视示意图。如图2-图7所示，本申请实施例中的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20包括：支架210以及安装在支架210上的扭矩传感器220、第一夹具230、第二夹具240、电机260以及套筒250。

其中，如图2所示，扭矩传感器220沿轴线L安装在支架210上，第一夹具230沿轴线L安装在扭矩传感器220上。如图2、图3、图4所示，第一夹具230中沿轴线L设置有第一空间231，第一空间231沿轴线L在第一夹具230上与扭矩传感器220相背一侧形成有第一开口232。第一空间231的形状与螺母320相适配，第一空间231还用于容纳超声检测装置10的超声探头收发器130。超声探头收发器130可以在第一空间231中与螺杆的端部耦合。

如图2、图5所示，第二夹具240沿轴线L安装在支架210上，位于与第一开口232相对一侧位置。第二夹具240中沿轴线L设置有第二空间241，第二空间241沿轴线L在第二夹具240上与第一开口232相对一侧形成有第二开口242，第二空间241的形状与螺栓310的头部相适配。

如图2所示，电机260安装在支架210上与第二夹具240传动连接，驱动第二夹具240以轴线L为轴心转动。

如图2、图6、图7所示，套筒250设置在第一开口232与第二开口242之间位置，套筒250具有安装孔251，螺栓310的螺杆穿过安装孔251后可与螺母320螺纹连接，从而使螺栓310、螺母320与套筒250之间形成紧固结构。

由上，可以在螺栓310的螺杆穿过紧固孔与螺母320连接后，使螺母320置于第一空间231内，使螺栓310的头部置于第二空间241内。通过电机260驱动第二夹具240转动，从而使螺母320产生扭转力矩，使螺栓310产生轴向的拉应力。由此，可以避免手动加载扭转力矩对扭矩传感器220检测的精度造成的影响。

由扭矩传感器220检测到螺母320的扭转力矩后，可以计算得出螺栓310紧固轴向拉应力的第一拉应力值。具体计算公式如下：

T＝T₁+T₂

其中，T为电机260所施加的扭转力矩；

T₁为螺栓310副间的摩擦阻力矩；

T₂为螺母320环形端面与套筒250间的摩擦阻力矩；

F为螺栓310轴向所受拉力，即紧固力；

d₂为螺纹中径；

ψ为螺纹升角；

ρ为螺旋副的当量摩擦角，ρ＝arctan1.155f，f为摩擦系数；

D₀为螺母320环形支撑面外径；

d₀为螺栓310孔直径；

σ为螺栓310内部轴向拉应力；

d为螺栓310公称直径。

由于螺栓310与螺母320二者受到电机260和扭矩传感器220的扭转力矩，两者大小相等方向相反，螺栓310受到扭转的扭矩T由扭矩传感器220准确测量，并且螺栓310孔直径d₀，螺母320环形支撑面外径D₀，螺纹中径d₂，螺纹升角ψ，螺旋副的当量摩擦角ρ、螺栓310公称直径d均为螺栓310标准值，具有很好的准确性，因此保证了螺栓310紧固轴向拉应力的第一拉应力值计算结果的准确性，即公式所计算的螺栓310紧固轴向拉应力的第一拉应力值具有较高精度。

由上，通过扭矩传感器220可以检测螺母320的扭转力矩，根据扭转力矩可以获得螺栓310受到的拉应力的第一拉应力值。另外，通过超声探头收发器130可以获得螺栓310受到拉应力时与没有受到拉应力时，超声波传播的时间信息，根据时间信息与第一拉应力值可以获得该螺栓310的第一超声应力系数。由此，通过使超声检测装置10保存该第一超声应力系数，实现对超声检测装置10的标定，使超声检测装置10可以根据第一超声应力系数与时间信息实现对螺栓310紧固轴向拉应力的检测。或者，通过使超声检测装置10保存该第一超声应力系数，以覆盖超声检测装置10存储的第二超声应力系数，实现对超声检测装置10的校准，使超声检测装置10可以根据第一超声应力系数与时间信息实现对螺栓310紧固轴向拉应力的检测，以提高超声应力检测装置的检测精度。

进一步的，如图2所示，扭矩传感器220上与第一夹具230相背一侧沿轴线L设置有连接杆221，连接杆221可以设置为方形柱状结构，连接杆221与支架210沿轴线L滑动连接。由此，可以通过连接杆221对第一夹具230的位置进行调节，进而可以对第一夹具230与第二夹具240之间的距离进行调节。由此，可以方便地对螺栓310与螺母320进行安装及拆卸，同时还可以使本申请的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20适用于不同长度的螺栓310，从而提高了螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20的适用范围。

进一步的，如图2所示，支架210上设置有第一连接孔211，连接杆221上与第一连接孔211相对应的位置设置有第二连接孔222，第一连接孔211与第二连接孔222通过***销270连接，从而可以方便地对连接杆221进行固定。

进一步的，第二连接孔222为沿轴线L设置的多个。通过沿轴线L设置多个第二连接孔222，从而可以在不同的位置对连接杆221进行固定，由此可以使第一夹具230与第二夹具240在不同的距离上实现固定，从而适用于不同长度的螺栓310。

进一步的，如图2所示，第一空间231在第一夹具230上形成有第三开口233，第三开口233位于远离第一开口232的位置。具体的，可以设置在第一夹具230的侧壁上。从而可以通过第三开口233方便地将超声探头收发器130放入第一空间231内，以便使超声探头收发器130与螺杆的端部耦合。

进一步的，还可以在第一空间231内表面与螺母320之间涂覆润滑剂，以减少螺母320与第一空间231内表面之间的摩擦力，从而可以减少摩擦力对检测精度的影响。

图8为本申请实施例中螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20的电连接示意图。如图8所示，本申请实施例中的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置20还包括控制器，控制器可以是CPU、单片机、集成电路板、电脑或者任意其他具有控制功能的装置。控制器与扭矩传感器220、电机260电连接，控制器可以根据扭矩传感器220检测到的扭转力矩对电机260进行控制。

具体的，控制器可以根据设定的扭转力矩控制电机260以一定的速度转动螺栓310，扭矩传感器220测量出螺母320所受扭转力矩，并将测量结果过反馈给控制器，当螺栓310和螺母320所受扭转力矩接近设定的力矩值时，控制器将自动控制电机260的转速下降。当扭矩传感器220反馈力矩达到设定力矩时，控制器控制电机260不再转动，电动机制动后停留在此时旋转的角度，并将螺栓310旋转角度传入控制器，作为卸载时反向旋转角度依据。由此可以提高螺母320扭转力矩的精度，进而可以提高控制器根据扭转力矩获得的第一拉应力值的精度。

本申请实施例中还提供一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法，用于对超声检测装置10进行标定。图9为本申请实施例中螺栓310紧固轴向拉应力检测标定方法的流程图。如图9所示，本申请实施例中的螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法的流程包括：

步骤S101、安装螺栓310。

具体的，螺栓310的螺杆穿过套筒250的安装孔251后与螺母320螺纹连接，将螺栓310、螺母320以及套筒250安装在第一夹具230与第二夹具240之间，使螺母320进入第一空间231，使螺栓310的头部进入第二空间241。

步骤S102、设定扭转力矩。

设定扭转力矩，使控制器控制电机260转动，当扭矩传感器220检测到螺母320的扭转力矩达到设定值后，控制器控制电机260停止。

步骤S103、计算第一拉应力值。

控制器根据扭转力矩计算螺栓310轴向拉应力的第一拉应力值。

步骤S104、将第一拉应力值输入超声检测装置10。

步骤S105、安装超声探头收发器130。

将超声检测装置10的超声探头收发器130有第三入口放入第一空间231中，使超声探头收发器130与螺栓310的螺杆端部耦合。

步骤S106、检测螺栓310受拉时超声纵波传播时间。

步骤S107、螺栓310卸载。

控制器控制电机260转动，使螺栓310与螺母320之间卸载，直至扭矩传感器220检测到扭转力矩为零时，控制电机260停止。

步骤S108、获得螺栓310不受拉时超声纵波传播时间。

步骤S109、计算第一超声应力系数。

控制器根据第一拉应力值以及时间信息(螺栓310受拉时超声纵波传播时间与螺栓310不受拉时超声纵波传播时间)计算得出第一超声应力系数。

步骤S110、标定超声应力系数。

控制器控制存储第一超声应力系数，从而实现对超声检测装置10的标定，以便在之后使用超声检测装置10检测螺栓310轴向应力时，可以直接根据检测到的时间信息与第一超声应力系数，计算得出螺栓310轴向拉应力的第二拉应力值。

或者，当环境或者其他因素发生变化，使得超声检测装置10检测到的第二拉应力值不准确时，可以以第一超声应力系数覆盖超声检测装置10中已存的第二超声应力系数，从而实现对超声检测装置10的校准。

图10是本申请实施例提供的一种计算设备1500的结构性示意性图。该计算设备1500包括：处理器1510、存储器1520、通信接口1530。

应理解，图10所示的计算设备1500中的通信接口1530可以用于与其他设备之间进行通信。

其中，该处理器1510可以与存储器1520连接。该存储器1520可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器1520可以是处理器1510内部的存储单元，也可以是与处理器1510独立的外部存储单元，还可以是包括处理器1510内部的存储单元和与处理器1510独立的外部存储单元的部件。

应理解，在本申请实施例中，该处理器1510可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器1510采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。

该存储器1520可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器1510提供指令和数据。处理器1510的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器1510还可以存储设备类型的信息。

在计算设备1500运行时，所述处理器1510执行所述存储器1520中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。

应理解，根据本申请实施例的计算设备1500可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备1500中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法，用于对超声检测装置进行标定，其特征在于，包括：

控制电机驱动所述螺栓转动；

控制扭矩传感器获取所述螺栓受到轴向拉应力时，与所述螺栓螺纹连接的螺母的扭转力矩；

根据所述扭转力矩获得所述螺栓受到的轴向拉应力的第一拉应力值；

根据所述第一拉应力值对超声检测装置进行标定。

2.根据权利要求1所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法，其特征在于，

控制超声探头收发器获取所述螺栓受到轴向拉应力时，与没有受到轴向拉应力时超声波在所述螺栓中传播的时间信息；所述根据所述第一拉应力值对超声检测装置进行标定，具体为：

根据所述第一拉应力值与所述时间信息获得第一超声应力系数；

控制所述超声检测装置保存所述第一超声应力系数。

3.根据权利要求2所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定方法，其特征在于，所述控制所述超声检测装置保存所述第一超声应力系数，具体为：

所述控制所述超声检测装置以所述第一超声应力系数覆盖所述超声检测装置中存储的第二超声应力系数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的螺栓紧固轴向拉应力检测校准方法，其特征在于，所述电机根据所述扭转力矩驱动所述螺栓转动。

5.一种螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置，用于检测螺栓与螺母在紧固状态下的轴向拉应力，其特征在于，包括：

支架；

扭矩传感器，所述扭矩传感器沿轴线安装在所述支架上；

第一夹具，所述第一夹具沿所述轴线安装在所述扭矩传感器上，所述第一夹具中沿所述轴线设置有第一空间，所述第一空间沿所述轴线在所述第一夹具上与所述扭矩传感器相背一侧形成有第一开口，所述第一空间的形状与所述螺母相适配，所述第一空间还用于容纳超声检测装置的超声探头收发器，所述超声探头收发器与所述螺杆的端部耦合；

第二夹具，所述第二夹具沿所述轴线安装在所述支架上，位于与所述第一开口相对一侧位置，所述第二夹具中沿所述轴线设置有第二空间，所述第二空间沿所述轴线在所述第二夹具上与所述第一开口相对一侧形成有第二开口，所述第二空间的形状与所述螺栓的头部相适配；

电机，所述电机与所述第二夹具传动连接，驱动所述第二夹具以所述轴线为轴心转动；

套筒，所述套筒具有紧固孔，所述螺栓的螺杆穿过所述紧固孔后可与所述螺母螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置，其特征在于，所述扭矩传感器上与所述第一夹具相背一侧沿所述轴线设置有连接杆，所述连接杆与所述支架沿所述轴线滑动连接。

7.根据权利要求6所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置，其特征在于，所述支架上设置有第一连接孔，所述连接杆上与所述第一连接孔相对应的位置设置有第二连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔通过***销连接。

8.根据权利要求7所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置，其特征在于，所述第二连接孔为沿所述轴线设置的多个。

9.根据权利要求5所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置，其特征在于，所述第一空间在所述第一夹具上形成有第三开口，所述第三开口位于远离所述第一开口的位置。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的螺栓紧固轴向拉应力检测标定装置，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述扭矩传感器、所述电机电连接。

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