基于压电主动传感的螺栓联接状态监测机理与方法研究的任务书.docx

基于压电主动传感的螺栓联接状态监测机理与方法研究的任务书
任务书
一、任务背景
在很多工程领域中都会有螺栓联接的应用，例如机械制造、航空航天和汽车制造等。螺栓联接在这些领域中发挥着至关重要的作用，它们连接着各个部件并保持它们的稳定性。但是，由于受到振动、冲击或温度变化等外部因素的影响，螺栓联接很容易出现松动、断裂或疲劳裂纹等问题，这些问题可能会导致设备失效或事故发生。因此，对螺栓联接状态进行监测和预警具有重要意义。
目前，常见的螺栓联接状态监测方法包括磁学、超声波和红外线等无损检测方法，以及扭矩测试、应力分析和螺纹长度测量等有损检测方法。然而，这些方法存在一定的局限性，例如对于难以接近的螺栓或在使用中的螺栓难以进行实时检测。因此，本研究将采用基于压电主动传感的方法进行螺栓联接状态的监测。
二、研究目的
本研究旨在探究基于压电主动传感的螺栓联接状态监测机理和方法，建立有效的监测模型，实现实时监测螺栓联接状态并提供预警，以提高设备的安全性和可靠性。
三、研究内容
本研究将重点关注以下内容：
1.压电主动传感原理研究：依据压电效应原理，研究在螺栓联接中压电材料的应用特性。
2.压电传感器设计与制备：设计并制备压电传感器，实现对螺栓联接状态的监测。
3.螺栓联接状态测试与分析：通过试验对不同工况下的螺栓联接状态进行测试，并对测试结果进行分析，建立螺栓联接状态预测模型。
4.螺栓联接状态监测系统设计：研究基于压电主动传感的螺栓联接状态监测系统，实现对螺栓联接状态的实时监测和预警。
5.系统优化与改进：针对监测系统存在的问题进行优化和改进，提出实用性更强的螺栓联接状态监测方案。
四、预期成果
1.压电主动传感机理及在螺栓联接状态监测中的应用特性的研究成果。
2.基于压电主动传感的螺栓联接状态监测试验结果，并建立螺栓联接状态预测模型。
3.螺栓联接状态监测系统原型，实现实时监测及预警，并对系统进行优化和改进。
4.至少一篇高水平的学术论文，并在相关学术会议上进行宣讲。
五、研究任务和工作计划
1.第一年
（1）了解压电传感器应用原理及国内外研究现状。
（2）研究基于压电主动传感的螺栓联接状态监测机理。
（3）设计针对螺栓联接监测的传感器并制备。
2.第二年
（1）开展压电传感器实验和测试，建立螺栓联接状态预测模型。
（2）研究基于压电主动传感的螺栓联接状态监测系统，并建立原型。
3.第三年
（1）对螺栓联接状态监测方法进行改进和优化。
（2）撰写学术论文，参加相关学术会议并进行宣讲。
六、研究经费需求
本研究计划持续3年，预计日常运行经费约为40万元。其中，包括科研人员工资、实验材料和设备费用、差旅费等。
七、参考文献
1.邹维中，基于夹层压电传感技术的螺纹松动状态监控[J]，机械设计与制造，2006，（5）：51~53
2.李海涛，郭云志，压电传感器的应用与发展[J]，重庆理工大学学报，2010，（8）：35~38
3.李瑞宗，陈立权，利用压电传感器实现深水油井套管螺纹的在线检测[J]，石油钻采工艺，2011，（2）：97~101
4.于品谦，王正山，螺栓预紧力实时监测系统的研究进展[J]，机械工程学报，2009，（20）：1~9