国产智能螺栓利用新型传感技术准确测量螺栓载荷

　　螺栓被称为工业之米，广泛应用在机械、电子、电力、车辆、船舶、航空、建筑等各行各业。螺栓个小能量大，关键部位螺栓松动可能引起飞机失事、厂房坍塌、桥梁断裂等，造成的损失难以估量。2017年，由航空工业沈阳飞机设计研究所一名80后工程师研发的智能螺栓受到国内外高度关注，这一发明可实时监测螺栓的载荷和状态，为设备工程安全上了一把安全锁。

螺栓，资料图

　　摆放在实验室的智能螺栓看起来不复杂，螺栓上有个1毫米的小孔，细小的光纤、光栅传感器就藏在小孔中，引出的光纤连接到监测仪器上。在普通螺栓上加上传感器功能，螺栓能主动感知载荷力量大小，对自身状态实时在线监测，一旦有松动和断裂迹象时，能发出预警。

　　飞机机体是由很多部件组成的，拼接部位需要很多螺栓。长期飞行过程中，关键部位的连接螺栓不能承受载荷或到了金属疲劳期，螺栓会出现问题甚至折断，直接危及整个飞机安全。近年来，如何准确测量螺栓载荷是业界的热点、难点。有人尝试在螺栓外部安装超声波传感器，因受环境、条件等因素限制，很难获得内部受力的精准数据，并未广泛应用。

　　传感器的光纤是细长的，螺栓是轴向细长的，所以能不能够把光纤放到螺栓中去。在这一设想驱动下，王健志和团队摸索了5年，成功掌握了高强度螺栓深小孔加工、光纤光栅表面处理、传感器封装设计以及强噪声环境下的传感器信号处理与识别等关键技术，研制出了多种材质的智能螺栓原型产品，经实验室和飞机试验验证，智能螺栓测得的螺栓载荷误差为正负1%，适用于高精度测量。

　　源于军、融于民。智能螺栓不仅广泛应用在军工产品上，民用市场前景更加广阔，仅国内电力、船舶、建筑、高铁等行业的市场需求量就达到25亿元。经沈阳皇姑区积极对接，沈阳飞机设计研究所把智能螺栓作为首个军民融合试点项目，把该项发明专利授权给沈阳智航智能系统有限公司，负责该军用黑科技市场转化。

　　据透露，沈阳智航智能系统有限公司首批为客户量身定制的智能螺栓已经生产完成，近期将在某船舶和高铁桥梁上安装，一款在试验室产生的军工黑科技将造福全社会。循此路径，在国家大力实施军民深度融合发展的背景下，沈阳飞机设计研究所越来越多的军工技术会逐步实现民用。