检测螺栓轴向力衰减是确保连接结构安全性和可靠性的重要环节。以下是几种常用的检测方法及其要点：
一、超声法
原理：利用超声波在螺栓中的传播特性与轴向力的关系进行检测。当螺栓受到轴向力时，其内部晶粒结构和接触状态会发生变化，从而影响超声波的传播速度和能量。通过测量超声波的传播时间或能量变化，可以推算出螺栓的轴向力。
具体方法：
渡越时间法：
通过测量超声波在螺栓中传播的时间变化来计算轴向力。
适用于新安装螺栓的预紧力测量，但对于已服役的螺栓，在不松动螺栓的情况下无法测量螺栓长度及其对应的声时，因此无法实现螺栓轴向应力的原位检测。
散射能量衰减法：
通过测量超声波在螺栓中传播过程中的能量损耗来评估轴向力。
对于长度在120mm以下的螺栓轴向应力测试具有较高的精度。
超声表面波法：
利用超声表面波在螺栓搭接板结合面间的透射信号能量来检测轴向力的衰减。
可以实现对螺栓轴向力的在线检测，并可用于监测螺栓联接的松紧状态。
检测设备：
5072PR型超声脉冲发生/接收器、TBS1052B数字示波器、表面波斜探头等。
优点：
非破坏性检测，可实现在线监测。
精度高，适用于对轴向力变化敏感的场合。
二、应变片法
原理：将电阻应变片粘贴在螺栓的光杆部分或头部，通过测量螺栓在受力时的应变变化来计算轴向力。
检测步骤：
在螺栓表面选择合适的位置粘贴电阻应变片。
连接应变片与应变测试系统，进行初始校准。
对螺栓施加轴向力，测量应变变化。
根据应变-轴向力标定曲线，计算螺栓的轴向力。
优点：
精度高，可测量动态轴向力变化。
适用于实验室试验和生产现场的实测。
缺点：
测量时可能需要拆卸螺栓，对开敞性不好的工况不适用。
应变片的安装和保护可能影响测试结果。
三、扭矩法
原理：通过测量螺栓的扭矩变化来间接评估轴向力的衰减。扭矩与轴向力之间存在一定的关系，但这种方法受到螺纹副摩擦、扭矩扳手精度和人为操作等因素的影响，误差较大。
检测步骤：
使用扭矩扳手或扭矩传感器测量螺栓的扭矩。
根据扭矩-轴向力标定曲线或经验公式，估算螺栓的轴向力。
优点：
操作简单，适用于初步筛查或对精度要求不高的场合。
缺点：
精度较低，受多种因素影响。
无法直接测量轴向力，只能进行间接评估。
四、电磁超声法
原理：使用电磁超声螺栓轴力检测仪（如BM100）进行检测。该方法利用电磁超声技术激发超声波，通过测量超声波在螺栓中的传播特性来评估轴向力。
检测步骤：
将电磁超声螺栓轴力检测仪与螺栓连接。
激发超声波并测量其在螺栓中的传播时间或能量变化。
根据测量结果计算螺栓的轴向力。
优点：
无需耦合剂、无需打磨螺栓表面，适应性强。
可实现轴力反馈控制，提高螺栓预紧质量。
五、压电陶瓷法
原理：利用压电陶瓷的逆压电效应，通过控制压电陶瓷片的变形来补偿螺栓轴向力的衰减，并利用超声表面波透射信号检测补偿效果。
检测步骤：
在螺栓联接处安装压电陶瓷片。
通过控制压电陶瓷片的电压信号，使其产生变形以补偿轴向力的衰减。
利用超声表面波透射信号检测补偿效果，评估螺栓的轴向力状态。
优点：
可实现螺栓轴向力的主动调控和在线监测。
适用于对螺栓连接质量要求较高的场合。
检测步骤与流程
准备阶段：
选择合适的检测方法和设备。
准备试验样品，包括螺栓和连接件。
确保连接面的清洁和平整。
检测阶段：
按照选定的检测方法进行操作，如粘贴应变片、发射超声波、测量扭矩等。
记录检测数据，包括超声波传播时间、能量变化、应变变化、扭矩值等。
数据分析阶段：
对检测数据进行处理和分析，包括计算轴向力、比对标定曲线、评估螺栓状态等。
编制详细的测试报告，列出测试条件、测试结果和数据分析。
注意事项
温度补偿：温度对螺栓轴力测试的影响较大，需要进行温度补偿以确保测试结果的准确性。
安全系数：在螺栓的强度计算中，需要考虑安全系数，以确保螺栓在受到拉伸载荷时的安全性。
疲劳强度：对于承受重复载荷的螺栓，需要评估其疲劳强度，确保在长期使用中的可靠性。
设备校准：定期对检测设备进行校准和维护，确保测试结果的准确性和可靠性。
操作规范：严格按照检测步骤和注意事项进行操作，避免人为因素对测试结果的影响。
通过以上方法，可以有效地检测螺栓轴向力的衰减情况，为螺栓的选型、应用和维护提供科学依据。
