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| 标准编号 | QC/T 1153-2021 (QC/T1153-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Bolt tension test procedure for automotive threaded joints - Ultrasonic piezoelectric ceramics method | | 行业 | 汽车行业标准 (推荐) | | 中标分类 | T30 | | 字数估计 | 13,134 | | 发布机构 | 工业和信息化部 | QC/T 1153-2021: 汽车紧固连接螺栓轴力测试 超声波压电陶瓷片法
QC/T 1153-2021 英文名称: Bolt tension test procedure for automotive threaded joints - Ultrasonic piezoelectric ceramics method
中华人民共和国汽车行业标准
汽车紧固连接螺栓轴力测试
超声波压电陶瓷片法
中华人民共和国工业和信息化部发布
1 范围
本文件规定了汽车紧固连接螺栓轴力测试超声波压电陶资片法的测试准备、测试方法、数据
处理和测试报告的要求。
本文件适用于 M6～M27 的螺栓。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引
用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修
改单）适用于本文件。
4 测试准备
4.1 测试装置要求
4.1.1 扭矩角度传感器
扭矩测量允许误差应为± 2%，角度测量允许误差应为±1%。
4.1.2 轴力传感器
轴力传感器测量允许误差应为± 1%。
4.1.3 超声波测量装置
数据采集频率应不低于 1000Hz，信号灵敏，显示分辨率能够区分0.lns 的回波时间差。测量
装置应包含温度补偿接口。
4.1.4 压电陶瓷片
压电陶瓷片的固有频率应介于 2MHz～l0MHz 之间。
4.1.5 标定垫块
标定垫块用于调整标定时的夹持长度，其刚度应符合 GB/T 16823.3-2010 中 6.2 的规定。
4.2 测试样件
4.2.1 测试螺栓
测试螺栓应与实车应用的状态一致，保证其清沽，不允许螺纹的磕碰伤，以防止改变螺栓的
摩擦系数。
4.2.2 被连接件和螺母
被连接件和螺母应与实车状态一致，保证其清洁并防止磕碰，以模拟实际的连接状态。如无
特殊约定，样本应至少 10 个。
4.3 螺栓的预制备
试验前螺栓头部和尾部应加工成平面，如图 1 所示，平面的粗糙度 Ra 应不大于 1.6，垂直度
公差要求见表 1 ，加工后螺栓的总长公差为应在± 0.5mm 范围内。加工过程中，应保持螺栓表面清
洁、干燥，避免对螺纹及其他表面造成污染或磕碰伤，从而影响螺栓的扭矩轴力关系，并应减少
对螺栓头部扳拧高度的影响。清洁螺栓端面，在其一端轴线中心粘贴压电陶瓷片。
4.4 螺栓轴力标定
4.4.1 应检查测试螺栓的数量和状态。
4.4.2 应选择合适量程的拧紧工具、扭矩角度传感器和轴力传感器，使测试值落在其量程 20%～
80%的范围内，并配置好超声波测试装置。
4.4.3 螺栓轴力标定的装夹应符合 GB/T 16823.3-2010 中 6.2 的规定，螺栓可旋人试验支承圄盘
内螺纹孔或实际试验螺母，调整轴力传感器上垫块的厚度，确保螺栓夹持长度与实际的螺纹连接体
相同。
4.4.4 应拧紧螺栓至合适的扭矩或转角值，记录螺栓轴力和超声波传播的时间差，如无特殊说明，
应拧紧过螺栓的极限紧固轴力点。
4.4.5 应重复步骤 4.4.1 至 4.4.4 ,螺栓轴力标定试验最小样本量应为 5 个。
4.4.6 应拟合生成螺栓轴力的标定曲线如图 2 所示。
5 测试方法
5.1.2 应安装测试样件到夹具或 T 型槽台，优先保证测试螺栓的位置为竖直或水平，装夹牢固以
保证拧紧过程中测试样件不发生跟转或滑移。
5.1.3 应选择合适量程的拧紧工具、扭矩角度传感器，使测试值落在其量程 20%～80%的范围内，
并配置好超声波测试装置，如图 3 所示。
5.1.4 若无特殊要求，应在螺栓拧紧前 l5min 内进行回波时长清零，即以此时螺栓回波时长作为
零位基准，记录此时的温度。
5.1.5 螺栓轴力测试时，若环境温度超过回波清零时温度±5 ℃时应进行温度补偿，温度补偿方法
参见各超声波测量装置设备的使用说明，可使用设备供应商推荐的理论补偿系数，或采用实际螺栓
标定的补偿曲线进行补偿。
5.1.6 若无特殊要求，拧紧工具应按照实际装配的参数设置，拧紧后记录扭矩一轴力一角度曲线。
5.1.7 应重复旦1.1 至 5.1.6 步骤，完成所有样件的测试。
5.2 螺栓残余轴力试验
5.2.1 应检查测试样件的数量和状态，如果连接点经过动态载荷验证，温度有变化，应静置足够
长时间，以保证恢复到环境温度。
5.2.2 应设置好超声波测试装置，测试螺栓的残余轴力，并补偿螺栓测试时与回波清零时环境的
温度差。
5.2.3 如果螺栓采用扭矩法在弹性区域拧紧，则应直接测试目前螺栓回波的时间差，比对螺栓拧
紧时的标定曲线，直接读出残余轴力值。
5.2.4 如果螺栓采用扭矩转角法拧紧至屈服区域，则应以目前螺栓超声波传播的时间为零位基准，
将螺栓松开，测试松开后螺栓超声波传播的时间差，并取绝对值。然后将该螺栓在轴力传感器上进行
标定，生成该己屈服螺栓的标定曲线，通过时间差的绝对值在该标定曲线上直接比对螺栓的残余轴力。
6 数据处理
6.1 试验曲线处理：为方便数据分析，试验后记录的扭矩一......
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