专利名称：动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的方法
技术领域：
本发明涉及自冲铆接头无损检测技术领域，特别是一种通过动态响应检测金属板 材自冲铆接头疲劳损伤程度的方法。
背景技术：
自冲铆接技术可广泛用于工程中各种难焊接板材的连接，特别适用于轻型节能型 汽车车身的制造，是具有广阔应用前景的绿色制造技术。在汽车行驶过程中的交变载荷作 用下，自冲铆接头会产生疲劳裂纹而导致失效。因此，对自冲铆接接头疲劳特性的研究受到 汽车制造业的高度重视。由于金属板材自冲铆接头的疲劳裂纹通常出现在接头内部铆接点 附近及挤皱磨损区域，不能用常规方法观察裂纹的产生及扩展或测量裂纹尺寸，但接头内 部存在裂纹会影响其动态响应的固有频率，因此可以利用动态响应固有频率的变化来检测 金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度 的方法。本发明的自冲铆接头动态响应检测方法所用的检测系统由激振器、加速度传感 器、载荷传感器、数据采集系统、数据处理系统、功率放大器和电脑组成；电脑与数据处理系 统联接，数据处理系统与功率放大器联接，功率放大器与激振器联接，激振器与载荷传感器 联接，载荷传感器与自冲铆接头联接，自冲铆接头与加速度传感器联接，加速度传感器和载 荷传感器分别与数据采集系统联接，数据采集系统与数据处理系统联接。其中，载荷传感器置于接头全长20%处，并靠近边缘。加速度传感器贴于接头上表 面被测点处。检测方法(1).用高频疲劳实验设备对自冲铆接头进行全寿命疲劳实验，得到自冲铆接头的 全疲劳寿命；然后在相同条件下进行自冲铆接头阶段寿命疲劳实验，得到自冲铆接头的各 阶段寿命疲劳试件；(2).用自冲铆接头动态响应检测系统对各阶段寿命疲劳试件进行单点激振、多点 采样的动态响应测试，通过对测试数据处理及图像分析，明确当自冲铆接头疲劳损伤程度 增加时接头动态响应固有频率变化趋势。(3).将上述方法用于各种自冲铆接头，即可通过检测动态响应固有频率来掌握自 冲铆接头的疲劳损伤程度。工作原理由模态分析试验软件通过电脑发出的有限带宽随机数字信号在数据处 理系统中转换成模拟信号，经功率放大器放大，由激振器通过载荷传感器对自冲铆接头进 行单点激振，再通过贴在自冲铆接头上的一个或多个加速度传感器对接头动态响应进行多 点取样。载荷传感器和加速度传感器的输出信号经数据采集系统放大并转换为电压信号；这些电压信号通过数据处理系统采样并转换成数字信号，即可进行分析处理，得到自冲铆 接头动态响应固有频率。本发明的优点再于运用动态响应检测方法，通过检测自冲铆接头动态响应固有频 率来掌握自冲铆接头的疲劳损伤程度，实现了自冲铆接头的疲劳损伤无损检测，将促进自 冲铆接技术在各工业生产领域的广泛应用。
图1为本发明的自冲铆接头动态响应检测系统结构图。图中，1-激振器，2-功率放大器，3-数据处理系统，4-数据采集系统，5-电脑， 6-载荷传感器，7-加速度传感器，8-自冲铆接头，9-夹持架。
具体实施例方式本发明的自冲铆接头动态响应检测系统包括激振器、加速度传感器、载荷传感器、 数据采集系统、数据处理系统、功率放大器和电脑组成；检测系统所包括的这些装置及软件 均可通过市场购买得到。载荷传感器置于接头全长20%并尽可能靠近边缘处，加速度传感 器贴于接头上表面被测点处。各部份联接关系为电脑与数据处理系统联接，数据处理系统 与功率放大器联接，功率放大器与激振器联接，激振器与载荷传感器联接，载荷传感器与自 冲铆接头联接，自冲铆接头与加速度传感器联接，加速度传感器和载荷传感器分别与数据 采集系统联接，数据采集系统与数据处理系统联接。按以下步骤进行金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度检测(1).用高频疲劳实验设备对自冲铆接头进行全寿命疲劳实验，得到自冲铆接头的 全疲劳寿命；然后在相同条件下进行自冲铆接头阶段寿命疲劳实验，得到自冲铆接头的各 阶段寿命疲劳试件。(2).用自冲铆接头动态响应检测系统对各阶段寿命疲劳试件进行单点激振、在接 头试件表面尽可能多的点进行动态响应采样，通过对测试数据处理及图像分析，确定当自 冲铆接头疲劳损伤程度增加时接头动态响应固有频率。(3).将上述方法用于各种自冲铆接头，即可通过检测动态响应固有频率变化趋势 来判断自冲铆接头的疲劳损伤程度。
权利要求
一种动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的方法，其特征在于按以下进行(1).用动态响应检测系统对自冲铆接头各阶段寿命疲劳试件进行单点激振、多点采样的动态响应测试，通过对测试数据处理及图像分析，确定当自冲铆接头疲劳损伤程度增加时接头动态响应固有频率；(2).通过检测动态响应固有频率的变化趋势来判断自冲铆接头的疲劳损伤程度。
2.权利要求1所述的动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的检测系统，其 特征在于由激振器、加速度传感器、载荷传感器、数据采集系统、数据处理系统、功率放大器 和电脑组成；电脑与数据处理系统联接，数据处理系统与功率放大器联接，功率放大器与激 振器联接，激振器与载荷传感器联接，载荷传感器与自冲铆接头联接，自冲铆接头与加速度 传感器联接，加速度传感器和载荷传感器分别与数据采集系统联接，数据采集系统与数据 处理系统联接。
3.根据权利要求2所述的动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的检测系 统，其特征在于载荷传感器置于接头全长20%处，并靠近边缘。
4.根据权利要求2所述的动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的检测系 统，其特征在于加速度传感器贴于接头上表面被测点处。
全文摘要
本发明是动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的方法。(1)用动态响应检测系统对自冲铆接头各阶段寿命疲劳试件进行单点激振、多点采样的动态响应测试，通过对测试数据处理及图像分析，确定当自冲铆接头疲劳损伤程度增加时接头动态响应固有频率；(2)通过检测动态响应固有频率的变化趋势来判断自冲铆接头的疲劳损伤程度。本发明的优点再于运用动态响应检测方法，通过检测自冲铆接头动态响应固有频率来掌握自冲铆接头的疲劳损伤程度，实现了自冲铆接头的疲劳损伤无损检测，将促进自冲铆接技术在各工业生产领域的广泛应用。
文档编号G01N29/04GK101907605SQ201010205308
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者何晓聪 申请人:昆明理工大学
专业数控铣床产品供应商
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