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基本信息

智慧紧固

智慧光学

产品

兹懋(Zmart)是德国Kistler Remscheid (原Schatz)、德国AFS先进连接技术研究所驻中国全权代表机构,由兹韦克中国出资设立,具有德资企业背景,总部设立于上海,与华测检测在上海设有紧固连接技术共建实验室。

智慧紧固

致力于引进先进的紧固装配设计、测试验证技术,助力中国智能设计、 制造。 专业提供紧固连接全寿命周期的软、硬件产品及服务。

智慧光学

兹懋智能光学尺寸测量扎根于为紧固件、带钢、螺纹钢、圆钢提供整体解决方案,螺纹钢作为工业基础,民生基调,全自动智能光学钢筋检测系统突破传统检测,为高精尖智能制造夯实基础​。

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摩擦系数试验机

螺栓和螺母在安装过程中的质量特性对于螺栓连接的质量具有直接影响。功能测试是用于组装过程的最重要的分析方法。它确定紧固零件的机械特性和功能,从而保证其质量。同时确定摩擦系数、预紧力和扭矩。并在这个过程中遵守国际标准,以及尽可能真实地模拟使用条件。

模拟装配试验系统

在装配试验中要求所得到的试验结果必须没有任何"伪证据”-特别的是:如果所需试验部件上的紧固件,其位置就是实际安装条件,这种试验具有想当的挑战性。

横向振动试验台

横向振动测试试验台配有可调节振幅的驱动装置,用于横向载荷的力值传感器,高精度位移传感器以及可根据螺栓尺寸更换的测量夹紧力和螺纹摩擦力的传感器。 振动试验时将试验产品按照实际施工工艺安装到试验台上,通过Kistler软件设定试验条件,如试验频率、振幅。试验系统将实时监测并记录您所关心的夹紧力的衰减、横向推力大小、螺纹扭矩等数据。 横向振动测试过程中的振幅和频率等信息由测量和控制单元来控制。

螺纹装配工具测试系统

为了在现代化的工业生产过程中实现可靠的螺栓连接,可靠的拧紧枪是至关重要的。不仅必须在组装前对拧紧枪进行标定和认证,而且在组装过程中也必须反复检测。目的是保证连续高性能,以便实现最佳的组装效果和满足既定的标准。

超声轴力测试分析系统

不同于普通超声设备,Kistler 超声波轴力分析测试系统 可以对拧紧全过程进行数字采集 对螺栓进行短期或长期轴力监控 配合Kistler拧紧设备使用德国专业紧固件分析测试软件TestXpert ®进行和过程分析

智慧紧固扳手

无论是软连接拧紧点,还是硬连接拧紧点,我们在完成拧紧过程后,扭矩都是出现不同程度的衰减,如何找到残余扭矩&如何找到残余轴力成为了每个拧紧工艺工程师迫切希望解决的问题。 检测残余扭矩值需要有好的工具,才能保证检测结果的可靠性和重复性。 KISTLER的新一代智能扳手 Inspector具备完善的残余扭矩测试功能 内置了多种不同的测试方式可以根据客户需求自定义检测模式。

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Imess弹簧

Imess 是一家独立的激光和光学相机检测设备的制造商,自1998年以来Imess团队解决了光学质量保证方面的苛刻的检测任务,并开发了创新的检测技术,以支持您的生产线实现高效高产和高质量质量的水平。

ECM全自动螺栓尺寸测量仪

源自德国,为不同行业紧固件外形尺寸测量而开发的全自动光学螺栓尺寸测量仪。此设备的能够自动测量螺钉,螺栓等回转体样件的几何形状。无论放置于现场或是实验室,该设备都能大幅集成常规测量手段,提高测量效率。测量大数据的便捷管理模式将成为紧固件企业质量飞跃的可靠选择。

全自动钢筋形貌尺寸测量仪

兹懋智能光学尺寸测量扎根于为紧固件、带钢、螺纹钢、圆钢提供整体解决方案,螺纹钢作为工业基础,民生基调,全自动智能光学钢筋检测系统突破传统检测,为高精尖智能制造夯实基础. 突破传统的手工离线测量,多种量具切换,且数据得不到有效保存和追溯等测量过程的痛点,打造全新智能光学检测的新场景。 全自动智能光学钢筋尺寸检测系统(RM)能够通过内置丰富钢筋检测标准对各类型的带肋钢筋的横肋纵肋,宽度,高度等尺寸在多场景下进行精密且快速的测量,开发的数据接口可以使测试数据进行多方式的共享和导出
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系列讲座〡德国紧固连接正向设计之(一)


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发布时间:2020-07-09 13:53

 

螺纹连接,被誉为工业之米的紧固件之一,作为一种常用的连接方式,可提供大夹紧力的同时也具有容易拆卸的特点。

 

德国大约每年有50万吨的钢用来生产紧固件,一辆乘用车上大约有1000到2500颗紧固件,在螺纹连接中有低强度的连接也存在大量高强度的连接。

 

你是不是跟很多人一样,对于紧固件设计一脸无奈?

 

国内教科书上的传统方法千遍一律;而安全系数经验值一直无根无据,永远知其然不知其所以然;国际上的方法论逻辑缜密,却因语言、翻译等问题难以消化吸收。

 

与传统钢对钢连接而言,轻量化紧固接头在设计应用时面临各种各样的挑战和风险。失效机理也扩展为材料断裂、腐蚀行为、预紧力损失及自松动四种

 

 

不同的失效机理将会相互联系相互影响(如上图红红色虚线表示)。以上四种失效机理都会导致丧失紧固连接的功能。特别是在轻量化设计中,“预紧力松弛”和“自松”频繁发生。针对高负载螺纹接头,可通过非线性模型在设计时进行计算。在设计工作中,设计者应避免由于这些失效机理而引起的服役期间的失效行为。

 

常规装配时间为<1秒(小螺钉)~几分钟(大螺栓);而服役周期1000小时(机车)~10万小时(工业设备)。螺纹接头装配后,在多数情况下,由于界面压陷产生预紧力损失Fz、松弛损失ΔFprelax,维护延迟,接头设计不当(不足),最大和最小初始预紧力Fp0max、Fp0min随服役会有显著改变,因为下限风险更大。

 

在螺纹接头设计中应考虑4个风险

1、过大的预紧力偏差ΔFp

2、工作预紧力太低Fp0min – Fz - ΔFprelax

3、机械冲击过载、服役温度过载造成的夹紧力损失

4、接触界面的表面压力pccmax过大

 

 

精确的分析可降低接头设计时放的安全裕量过大,可获得接头设计的高可靠性。但我们同时需要关注预紧力谱中的非线性行为(如存在偏差的过弹性拧紧,预紧力随时间的变化,松弛,自松等)。

 

螺纹接头涉及到紧固件、被连接件;也涉及到装配、服役;更需要考虑服役的因素,失效机理,还需要依据从实践中获得的安全裕度等经验,所以是很多方面知识的汇集。

 

目前大多数螺纹接头的设计采用对标标杆车型来选用紧固件,其后设定拧紧扭矩,最终进行耐久验证,验证过程中出现松动异响等现象后,加大扭矩或更改螺栓规格甚至大动干戈去整改被连接件的结构和尺寸。

 

面临新材料应用,减重需求、安全舒适需求等新趋势,以往对标以及粗放型的螺纹接头设计理念面临着重大挑战

 

如何保证可靠的设计、可靠的运行服役是相关从业者的责任和目标。

 

科学的螺纹接头设计模式称之为正向设计,是通过试验测试获得实际摩擦系数,测量预紧力损失等信息,通过非线性的计算校核软件——螺栓设计师专业版按照初选螺栓、确定拧紧系数;计算最小夹紧力;分解工作载荷/载荷因数;确定最小、最大装配预紧力;…直至计算拧紧扭矩等步骤进行计算校核。一般来说,简单的螺纹接头采用这种方法即可保证一定的可靠性设计。

 

针对复杂受力、存在受载变形行为、预紧力损失以及潜在自松行为的螺纹接头,还须利用有限元仿真来进行模拟,以获得进一步的信息,如具体受力、预紧力损失、松动等数据,再输入到计算校核软件中进行计算校核。同时,基于行业设计实践所获得的针对安全因子的选择也是获得可靠性设计的重要一环。

 

因此:螺纹接头正向设计应整合试验、计算与仿真分析,以此获得可靠的全寿命周期的设计方案。具体流程图如下:

 

      

在上述所列示的螺纹接头正向设计中,兹懋通过与德国最顶尖的螺纹接头设计团队(AFS-德国锡根大学)联合,与华测检测共建紧固连接技术全球领先的紧固连接样板实验中心,引入德国最先进的测试验证技术,已整合了从紧固连接设计->验证->优化全方位的解决方案

 

德国AFS开发的全球最新螺纹接头计算校核软件——螺栓设计师专业版代表了最顶尖及最便利的螺纹接头设计应用工具,德国AFS所具备的有限元仿真能力可通过对螺栓进行第3或4类建模,分析预紧力自松,预紧力损失,全寿命分析。

 

同时,兹懋与德国合作设立中德连接技术学院,提供德国紧固件专业工程培训6大核心课程,提高国内从业人员的知识水平。

 

兹懋致力于专业提供紧固连接全寿命周期的软、硬件产品及服务,助力中国智能设计、 制造。

 

 

 

 

AFS先进连接技术研究所

德国AFS先进紧固技术研究(简称”AFS”)所位于德国中西部地区, 是德国众多紧固件制造厂所在地。依托德国锡根大学机械学院附属MVP 研究院强大的技术实力,AFS为全球客户提供紧固设计、开发、优化的专业技术支持和服务。可以针对底盘、发动机、内饰件、涡轮增压,、铝、镁和碳纤维复合材料。

 

AFS汇聚了在紧固连接技术设计、仿真、计算、试验测试各方面的专家, 确保可以提供在传统工业技术上的强有力的支持。

 

AFS拥有大学和SFA (德国螺栓协会)深厚的专业学术研究背景 (德国紧固件协会的“出色的紧固件工程教育”培训基地 ),熟悉紧固件制造,物流,成本控制等客户的真实需求。

 

 

 

 

关于兹懋 (原兹韦克中国的紧固技术业务单元)

      作为德国领先紧固技术在中国的代言人,旨在通过引进最先进的紧固技术助推中国先进制造业的发展。兹懋是来自德国的Kistler Remscheid (原Schatz)、ECM Datensysteme、AFS先进连接技术研究所驻中国的全权代表机构。提供源自德国的螺纹紧固连接检测、校准、分析的仪器设备,以及紧固连接全寿命周期的解决方案,并定期举办专业的紧固培训研讨会,深受业内好评。