【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于緊固件，尤其涉及一種基于力-光響應的智能緊固件。
技術介紹
1、螺栓預緊力的有效測量對航天裝備裝配性能提升具有重要意義。在預緊力測量方面，國內外開展了相關研究，目前相對有效且直接的方法主要為基于超聲導波、超聲體波、機電阻抗的檢測技術。
2、(1)基于超聲導波的檢測技術：
3、超聲波通過固體材料時，會引起材料中的彈性應力波，應力波沿著材料表面或內部傳播，形成超聲導波。超聲導波在結構中傳播距離長，能量衰減低，可以檢測機械結構內部和表面缺陷，實現全面檢測。
4、超聲導波根據激勵頻率分為低頻超聲導波和高頻超聲導波。低頻超聲導波適用于檢測大面積結構內損傷，如界面脫粘損傷，但檢測精度較低。高頻厚積超聲導波對中長距離內表面微小損傷具有較高敏感性，模態轉換不明顯，適用于檢測多層連接結構厚度方向的微小損傷。
5、用超聲導波進行檢測，適用于簡單幾何結構，在復雜邊界條件下，容易發生模態轉換和波干涉效應，需要更高級的信號分析算法，微小損傷對波傳播影響較小，環境補償困難。
6、(2)基于超聲體波的檢測技術
7、超聲體波是一種基于聲彈性理論的測試方法，聲彈性理論的本質是：超聲波傳播速度會被螺栓應力改變。基于超聲體波的螺栓預緊力測量方法主要包括：共振移頻法和飛行時間法。共振移頻法是基于聲彈性效應的一種測試方法，不同螺栓的預緊力會導致螺栓系統的共振頻率發生變化。飛行時間法通過測量超聲波在材料中傳播的時間評估螺栓預緊力。
8、超聲體波檢測技術靈敏高、定量性好，輕便易
9、(3)基于機電阻抗的檢測技術
10、機電阻抗法(emi)利用壓電材料的機電耦合特性，將電阻抗與機械阻抗關聯，連接接觸狀態變化影響機械阻抗，進而反映電阻抗特性變化。機電阻抗法作為局部損傷檢測方法，應用時需考慮傳感器尺寸和激勵信號頻率選取，主要用于機械連接，主要為螺栓松動檢測，不能獲取螺栓所受預緊力。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于力-光響應的智能緊固件，制備簡便，成本低廉，不拘泥于螺栓端面的結構形式，具有廣泛的應用價值。
2、本專利技術目的通過以下技術方案予以實現：一種基于力-光響應的智能緊固件，包括：螺栓、涂層和探測器；其中，所述涂層包括第一光導層、發光層、第二光導層、反射層和保護層；所述第一光導層置于所述螺栓的端頭下表面；所述發光層置于所述第一光導層的下表面；所述第二光導層置于所述發光層的下表面；所述反射層置于所述第二光導層的下表面；所述保護層置于所述反射層的下表面；所述探測器能夠接收到第一光導層和第二光導層傳輸的所述發光層發出的光信號。
3、上述基于力-光響應的智能緊固件中，在基于力-光響應的智能緊固件擰緊過程中，螺栓的頭部與被連接件接觸后，所述涂層開始受壓，涂層中的發光層發出光信號，光信號通過第一光導層和第二光導層傳輸到所述探測器；所述探測器通過光信號和預設的光強與預緊力對應關系表得到該光信號對應的預緊力。
4、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述第一光導層包括涂料和稀釋劑；其中，所述涂料包括環氧樹脂、聚四氟乙烯和或聚氨酯中的至少一種；所述稀釋劑包括乙醇、丙酮和、去離子水中的至少一種。
5、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述涂料和所述稀釋劑的重量比為1:1～3:1。
6、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述第二光導層包括第二涂料和第二稀釋劑；其中，所述第二涂料包括環氧樹脂、聚四氟乙烯和或聚氨酯中的至少一種；所述第二稀釋劑包括乙醇、丙酮和、去離子水中的至少一種。
7、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述第二涂料和所述第二稀釋劑的重量比為1:1～3:1。
8、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述發光層包括粉體和承載體；其中，所述粉體和承載體的重量比為1:1～3:1。
9、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述粉體包括zns:mn橙色粉體、caznos:mn橙色粉體、caznos:tb綠色粉體、caznos:ho黃色粉體、caznos:nd近紅外粉體、mgf2:mn橙色粉體、mgf2:yb藍色粉體、linbo3:pr紅色粉體中的至少2種；所述承載體為樹脂涂料。
10、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述反射層為銀鍍層或鋁鍍層。
11、上述基于力-光響應的智能緊固件中，所述保護層為類金剛石碳涂層、銀涂層、二硫化鉬涂層或鋁涂層。
12、本專利技術與現有技術相比具有如下有益效果：
13、本專利技術基于力-光響應的智能緊固件產品制備簡便，成本低廉，不拘泥于螺栓端面的結構形式，具有廣泛的應用價值。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于包括：螺栓(1)、涂層和探測器；其中，
2.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：在基于力-光響應的智能緊固件擰緊過程中，螺栓(1)的頭部與被連接件接觸后，所述涂層開始受壓，涂層中的發光層(3)發出光信號，光信號通過第一光導層(2)和第二光導層(4)傳輸到所述探測器；所述探測器通過光信號和預設的光強與預緊力對應關系表得到該光信號對應的預緊力。
3.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述第一光導層(2)包括涂料和稀釋劑；其中，
4.根據權利要求3所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述涂料和所述稀釋劑的重量比為1:1～3:1。
5.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述第二光導層(4)包括第二涂料和第二稀釋劑；其中，
6.根據權利要求5所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述第二涂料和所述第二稀釋劑的重量比為1:1～3:1。
7.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固
8.根據權利要求7所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述粉體包括ZnS:Mn橙色粉體、CaZnOS:Mn橙色粉體、CaZnOS:Tb綠色粉體、CaZnOS:Ho黃色粉體、CaZnOS:Nd近紅外粉體、MgF2:Mn橙色粉體、MgF2:Yb藍色粉體、LiNbO3:Pr紅色粉體中的至少2種；
9.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述反射層為銀鍍層或鋁鍍層。
10.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述保護層為類金剛石碳涂層、銀涂層、二硫化鉬涂層或鋁涂層。
...【技術特征摘要】
1.一種基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于包括：螺栓(1)、涂層和探測器；其中，
2.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：在基于力-光響應的智能緊固件擰緊過程中，螺栓(1)的頭部與被連接件接觸后，所述涂層開始受壓，涂層中的發光層(3)發出光信號，光信號通過第一光導層(2)和第二光導層(4)傳輸到所述探測器；所述探測器通過光信號和預設的光強與預緊力對應關系表得到該光信號對應的預緊力。
3.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述第一光導層(2)包括涂料和稀釋劑；其中，
4.根據權利要求3所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述涂料和所述稀釋劑的重量比為1:1～3:1。
5.根據權利要求1所述的基于力-光響應的智能緊固件，其特征在于：所述第二光導層(4)包括第二涂料和第二稀釋劑；其中，
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王婕，馮韶偉，李莉，王趙鋒，彭越，閆路，王帥，盧紅立，劉佳運，任一龍，徐西寶，冉振華，林樹茂，何巍，胡蘇珍，
申請(專利權)人：北京宇航系統工程研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。