智能螺栓应变片安装结构的制作方法

本实用新型涉及智能螺栓技术领域，具体涉及一种智能螺栓应变片安装结构。

背景技术：

智能螺栓是近年结构健康监测技术领域重点研究对象之一。智能螺栓能检测螺栓连接的预紧力变化，根据检测得到的预紧力值来判定当前螺栓连接是否产生松动、断裂、超载等现象，并及时将处理信号传送至接收终端，以达到对关键螺栓连接结构的健康状态进行监测的目的。

现有基于应变片原理的智能螺栓大都直接将应变片粘贴于螺栓杆光滑无螺纹部位，该安装方法需要在螺栓杆上进行切槽加工以便安装应变片，切槽工艺的实施减小了螺栓杆直径，降低了螺栓使用强度，还有部分智能螺栓将应变片置于螺栓杆中心孔内，在螺栓杆内部打中心孔将破坏螺栓完整性，导致螺栓有效承载能力降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种智能螺栓应变片安装结构，该结构可在监测螺栓预紧力同时，对螺栓本身连接强度无影响。

其技术方案如下：一种智能螺栓应变片安装结构，其关键在于：包括应变环，该应变环的环孔形成螺栓安装孔，所述应变环的外壁上开设有n个应变片安装槽，n为自然数，所述应变片安装槽内安装有应变片。采用上述技术方案，应变片安装在应变环的槽内，不影响螺栓本身的强度及完整性，使用时将应变环安装到螺栓上，在螺栓紧固过程中，应变环受压产生收缩，应变片随着应变环的变形也随之发生变形，应变环及应变片的变形量与螺栓预紧力成正比，通过检测变形后的应变片输出电压推算出阻值变化进而计算出当前应变环所受压力，从而达到测量螺栓紧固力目的。

作为优选：

上述应变环的上表面和下表面均为平面状，所述应变环的外壁面和内壁面均为朝外凸出的弧形面。采用此结构，应变环上下面为平面，方便安装到螺栓上后与其他部位紧密贴合，其内外壁面设计成具有一定弯曲度的弧形面，即相当于给出了形变方向的引导，当应变环受到螺栓的预紧力后会在弧形面方向发生形变，从而有利于提高监测的准确度。

上述应变环的内壁面的圆心与其外壁面的圆心重合。采用此结构，可使内外壁面同步发生同样大小的形变，有利于提高监测准确度。

还包括保护外壳，该保护外壳内部具有应变环安装孔，所述应变环固定安装在该应变环安装孔内。采用此结构，外壳可对应变环起到一定的保护作用，同时也将应变片包裹于其内侧，避免了其他方向力对应变片的干扰。

上述应变环安装孔的孔壁与所述应变环的外壁面之间具有保护间隙，该保护间隙内填充有软质保护层。

上述软质保护层为硅橡胶。

采用上述结构，软质保护层一方面可起到一定的保护作用，另一方面在应变环发生形变时其能让位出形变空间。

上述应变片安装槽的深度大于所述应变片的厚度。采用此结构，应变片与保护壳的内壁之间具有一定的间隙，可有效避免应变片受到外壳的干扰。

上述n为4,4个所述应变片安装槽沿所述应变环的圆周方向均匀分布。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：应变环可对应变片起到保护作用，而保护外壳又进一步对应变环起到保护作用，这种结构可有效提高应变片的使用寿命，提高监测的准确度。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为应变环的立体结构示意图；

图3为本实用新型的平面结构示意图；

图4为图3的a-a’剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-4所示，一种智能螺栓应变片安装结构，包括应变环1，该应变环1的环孔形成螺栓安装孔，所述应变环1的外壁上开设有n个应变片安装槽2，n为自然数，所述应变片安装槽2内安装有应变片3。

所述应变环1的上表面和下表面均为平面状，所述应变环1的外壁面和内壁面均为朝外凸出的弧形面，所述应变环1的内壁面的圆心与其外壁面的圆心重合，所述应变片安装槽2的槽底为平面状，该平面状的槽底上固定安装有所述应变片3。

进一步地，该安装结构还包括保护外壳4，所述保护外壳4的外形和尺寸与其应用的螺栓头部外形尺寸一致，所述保护外壳4内部具有应变环安装孔，所述应变环1固定安装在所述应变环安装孔内，所述应变环安装孔的孔壁与所述应变环1的外壁面之间具有保护间隙，该保护间隙内填充有软质保护层5，所述软质保护层5为硅橡胶。

本实施例中，所述n为4,4个所述应变片安装槽2沿所述应变环1的圆周方向均匀分布，所述应变片安装槽2的深度大于所述应变片3的厚度，所述应变片3的四周距所述应变片安装槽2槽底面的四周均具有一定间隙。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：包括应变环(1)，该应变环(1)的环孔形成螺栓安装孔，所述应变环(1)的外壁上开设有n个应变片安装槽(2)，n为自然数，所述应变片安装槽(2)内安装有应变片(3)。

2.根据权利要求1所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：所述应变环(1)的上表面和下表面均为平面状，所述应变环(1)的外壁面和内壁面均为朝外凸出的弧形面。

3.根据权利要求2所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：所述应变环(1)的内壁面的圆心与其外壁面的圆心重合。

4.根据权利要求1、2或3所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：还包括保护外壳(4)，该保护外壳(4)内部具有应变环安装孔，所述应变环(1)固定安装在该应变环安装孔内。

5.根据权利要求4所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：所述应变环安装孔的孔壁与所述应变环(1)的外壁面之间具有保护间隙，该保护间隙内填充有软质保护层(5)。

6.根据权利要求5所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：所述软质保护层(5)为硅橡胶。

7.根据权利要求5所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：所述应变片安装槽(2)的深度大于所述应变片(3)的厚度。

8.根据权利要求1所述的智能螺栓应变片安装结构，其特征在于：所述n为4,4个所述应变片安装槽(2)沿所述应变环(1)的圆周方向均匀分布。

技术总结
本实用新型公开了一种智能螺栓应变片安装结构，包括应变环，应变环的环孔形成螺栓安装孔，应变环的外壁上开设有N个应变片安装槽，N为自然数，应变片安装槽内安装有应变片。本实用新型应变片安装结构利用应变环的受力变形来等效检测螺栓连接的夹紧力变化，达到监测螺栓连接状态目的，而保护外壳又进一步对应变环起到保护作用，这种结构可有效避免安装应变片时对螺栓杆主体造成的强度损害，保障螺栓杆自身强度，提高智能螺栓连接可靠性。

技术研发人员：罗洋;罗远新;李奇敏
受保护的技术使用者：罗洋
技术研发日：2020.05.14
技术公布日：2020.10.16