《汽車緊固連接螺栓軸力測試超聲波壓電陶瓷片法》編制說明

QC/T《汽車緊固連接螺栓軸力測試超聲波壓電陶瓷片法》

1.工作簡況

1.1任務(wù)來源

本標準制定計劃由中華人民共和國工業(yè)和信息化部下達，項目編號2014-1613T-QC，項目名稱《汽車緊固連接

螺栓軸力測試超聲波壓電陶瓷片法》，項目性質(zhì)為推薦性行業(yè)標準。

1.2主要工作過程

按照全國汽車標準化技術(shù)委員會基礎(chǔ)分技術(shù)委員會的要求，由中國汽車技術(shù)研究中心組織國內(nèi)主機廠和緊固件

生產(chǎn)企業(yè)成立了標準修訂工作組。

2014年7月，在延吉召開了工作組第一次會議，會議上初步明確了標準修訂計劃以及標準修訂思路，正式開啟

標準修訂工作。

會后，工作組對測試設(shè)備和試驗方法進行對標，并完成了標準框架草稿。

2015年11月，在廈門召開了工作組第二次會議，會議討論的重點是關(guān)于螺栓的加工要求和溫度的影

響。

會后，工作組對于螺栓的加工、溫度的影響及屈服螺栓的殘余軸力測試進行了試驗驗證，并對草稿進

行了修訂。

2017年10月，在長春召開了工作組第三次會議，會議的結(jié)論是多增加示意圖，并讓更多的測試設(shè)備

供應(yīng)商參與討論。

會后，工作組與主流測試設(shè)備供應(yīng)商達成共識，并增加了示意圖，完成標準征求意見稿。

2019年11月，在徐州召開了工作組的第四次會議，會議討論的重點是關(guān)于文本的規(guī)范化。

會后，主要參加單位對文本進行了逐字逐句的討論，對示意圖進行了更新，規(guī)范了標準討論稿。

1.3主要參加單位和工作組成員

主要起草單位：泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、上海汽車集團股份有限公司技術(shù)中心、上汽大眾汽車有限公司、

北京汽車集團越野車有限公司、東風汽車集團股份公司技術(shù)中心、中國第一汽車股份有限公司天津技術(shù)開發(fā)分公司、

安徽江淮汽車集團股份有限公司、上海泛華緊固系統(tǒng)有限公司、上海茲懋儀器科技有限公司、優(yōu)勢博研（北京）科

技有限公司、上海天乘實業(yè)有限公司、上海華測智科材料技術(shù)有限公司、日泰（上海）汽車標準件有限公司、上海

上標汽車緊固件有限公司、富奧汽車零部件股份有限公司緊固件分公司、深圳航空標準件有限公司、浙江瑞強汽車

部件有限公司。

2.標準編制原則

本標準定義了汽車緊固連接螺栓軸力測試超聲波壓電陶瓷片法的測試要求，包括了測試的設(shè)備和測試方法，標

準編制過程中，各應(yīng)用的主機廠，緊固件生產(chǎn)廠，第三方測試機構(gòu)以及主流的超聲波測試設(shè)備供應(yīng)商，對所有的測

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試環(huán)節(jié)進行討論和商定，并針對性的進行測試驗證。標準的編制原則是能指導(dǎo)使用者正確地進行試驗操作，避免踏

入錯誤測試的“陷阱”而不自知，從而使測試結(jié)果能夠有效地指導(dǎo)企業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)及驗證工作。

3.標準主要內(nèi)容

本標準主要包含范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、測試設(shè)備、試驗樣品、測試程序、測試報告共7章。

3.1范圍

本標準規(guī)定了汽車緊固連接螺栓軸力測試超聲波壓電陶瓷片法的測試裝置和測試方法，適用于汽車緊固連接

M6～M27的螺栓，夾持長度不小于2.5d。

3.2術(shù)語

引用了GB/T16823.2-1997規(guī)定的術(shù)語和定義：

1)螺紋連接體

2)屈服緊固軸力

3)屈服緊固扭矩

4)極限緊固軸力

3.3測試設(shè)備

定義了設(shè)備的精度和要求。

3.4試驗樣品

定于了試驗螺栓以及被夾持零件和螺母的要求。

1)試驗螺栓的狀態(tài)應(yīng)與實車應(yīng)用的狀態(tài)一致，應(yīng)保證其清潔，不允許螺紋的磕碰傷，以防止改變螺栓的摩擦系

數(shù)。

2)被夾持零件和螺母應(yīng)與實車應(yīng)用的狀態(tài)一致，運輸途中應(yīng)適當進行保護，保證其清潔及防止磕碰，以模擬實

際的連接狀態(tài)。被夾持零件可在不影響螺紋連接體模擬的情況下，進行切割取樣，以方便裝夾或運輸。

3.5測試程序

3.5.1試件的預(yù)制備

定義了螺栓預(yù)制備的要求：尺寸以加工公差示意圖呈現(xiàn)，為了簡化螺栓頭部和尾部的垂直度公差要求，螺栓頭

部的測量區(qū)域只考察軸心?d范圍內(nèi)的垂直度，尺寸的標注引用了GB/T3103.1；要求加工過程中，應(yīng)保持螺栓表面

清潔、干燥，避免對螺紋及其它表面造成污染或磕碰傷，從而影響螺栓的扭矩軸力關(guān)系；加工過程中，還應(yīng)減少對

扳擰高度的影響。

3.5.2螺栓軸力標定

擬合出螺栓軸力和超聲波傳播時間差的曲線，標定過程中要確保螺栓夾持長度與實際連接點相同，采

用擰緊的方式在軸力傳感器上標定軸力，使螺栓和實際擰緊一致，受到軸向力和扭應(yīng)力的復(fù)合力，同時，

如無特殊說明，應(yīng)擰緊過螺栓的極限緊固軸力點，標定最小樣本量為5個。

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3.5.3螺栓裝配軸力試驗

初始擰緊時螺栓的軸力測試按照示意圖3配置，為了減少測試過程中溫度對誤差的影響，推薦測試螺栓擰緊前

15分鐘內(nèi)進行回波時長清零，即以此時螺栓回波時長作為零位基準，并記錄此時的溫度，若后續(xù)螺栓軸力測試時，

環(huán)境溫度超過此基準溫度±5℃時應(yīng)進行溫度補償。

溫度補償?shù)脑硎遣捎美碚撗a償系數(shù)或采用實際螺栓標定的補償曲線進行補償，具體的操作見各超聲波測量裝

置設(shè)備的使用說明。

3.5.4殘余軸力測試

因為溫度對螺栓軸力超聲波法測試非常敏感，如果剛剛經(jīng)過道路試驗的整車或臺架驗證的子系統(tǒng)，螺紋連接體

可能會受到溫度的影響，而且螺栓的各個部位溫度還不均勻，這種情況下，即使采用溫度補償?shù)姆绞?，測試也是不

準確的。所以，如果連接點經(jīng)過動態(tài)載荷驗證，溫度有變化，應(yīng)在常溫下靜置足夠長時間，以保證恢復(fù)到環(huán)境溫度。

并且測試的過程中，補償螺栓測試與清零時環(huán)境的溫度差。

如果螺栓擰緊采用扭矩法在彈性區(qū)域擰緊，則直接測試目前螺栓相對于擰緊前的時間差，比對螺栓擰緊時的標

定曲線，直接讀出殘余軸力值；

如果螺栓采用扭矩轉(zhuǎn)角法擰緊至屈服區(qū)域，則以冷作硬化后的螺栓彈性區(qū)間作為測量對象，以目前螺栓傳播的

時間為基準，將螺栓松開，測試松開后螺栓傳播的時間差，并取絕對值。然后將該螺栓在軸力傳感器上進行標定，

生成該已屈服螺栓的標定曲線，通過時間差的絕對值在該標定曲線上直接比對螺栓的殘余軸力。

3.6測試報告

列出測試報告應(yīng)包含的信息及數(shù)據(jù)曲線和表格處理的示例。

4.主要驗證情況分析

工作組內(nèi)部及主流的超聲波測試設(shè)備供應(yīng)商進行過項目的驗證工作，標準條目得到一致認可。

5.標準中涉及專利的情況

本標準未涉及專利

6.預(yù)期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用

在本標準的指導(dǎo)下，能夠提高汽車緊固連接螺栓軸力測試的準確性，以及殘余軸力測試結(jié)果的可靠性，

從而能夠提升行業(yè)螺紋連接體的設(shè)計能力，扭矩開發(fā)能力，驗證能力。

7.采用國際標準和國外先進標準情況

無。

8.在標準體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標準的協(xié)調(diào)性

本標準屬于測試標準，項目性質(zhì)為推薦性國家標準。本標準引用了GB/T3103.1《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱

和螺母》、GB/T16823.2-1997《螺紋緊固件緊固通則》、GB/T16823.3-2010《緊固件扭矩-夾緊力試驗》等多項重要

的強制性國家標準，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標準沒有矛盾和沖突的地方。

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9.重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

本標準在起草過程中，無重大分歧意見。

10.標準性質(zhì)的建議說明

本標準為汽車緊固連接螺栓軸力測試超聲波壓電陶瓷片法的測試標準，建議其性質(zhì)為推薦性行業(yè)標準。

11.貫徹標準的要求和措施建議

無特殊要求。車輛企業(yè)可以結(jié)合自身使用需要，參照本標準的規(guī)定制定各自的企業(yè)產(chǎn)品標準。本標準可以作為

其它標準的重要引用標準，其它標準可根據(jù)各自對信息標識的需要，引用本標準的相應(yīng)技術(shù)條款。

12.廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議

無。

13.其他應(yīng)予說明的事項

無。

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GB/TXXX—XXXX

原則，本標準對此進行了補充。同之處與創(chuàng)新性；

1、與1495的配套性（科學(xué)性、

ISO362-3中未列出awottest＜aurban這種情中國工況）；

增加了當awottest小于aurban時況時kp的計算公式，基于與國內(nèi)汽車行2、識別1495與ISO362-1的不

5.5

部分功率系數(shù)的計算公式駛車外加速噪聲測量方法相統(tǒng)一的原同之處與創(chuàng)新性；

則，本標準對此進行了補充。例：中國存在這種車型，試驗中

遇到過這種情況；

基于與國內(nèi)汽車行駛車外加速噪聲測量

增加了車輛動態(tài)測試再現(xiàn)性

8.3.3方法相統(tǒng)一的原則，起草組對此條進行1、增加可操作性；

周期性要求

了修改。

增加內(nèi)容：“如果汽車整備質(zhì)量

mkerb已經(jīng)超過汽車測試質(zhì)量mt，

則不需加載?！?/p>

基于與國內(nèi)汽車行駛車外加速噪聲測量“加載質(zhì)量的重心應(yīng)盡可能靠近

修改了虛擬或?qū)嶋H汽車測試

9.4.2.1方法相統(tǒng)一的原則，起草組對此條進行后軸（后軸組）中心線?！?/p>

質(zhì)量計算表

了修改。1、增加了N2、N3類汽車質(zhì)量的

限定條件，增加可操作性；

2、減小了測量的不確定度；

3、與1495更加配套；

增加內(nèi)容：“有些汽車可能裝有

不同的變速器軟件程序或常用行

駛模式（如運動模式、冬季模式

增加了有些汽車可能裝有不和自適應(yīng)模式等）。如果汽車采

ISO362-3中沒有此部分內(nèi)容，增加后

同的變速器軟件程序或常用用不同的模式都能達到有效的加

9.5.1.3.1加速度選擇更加明確，與現(xiàn)有國標噪聲

行駛模式的情況下的加速度速度值，則汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)說明

技術(shù)體系一致，起草組討論后決定增加。

選擇要求并驗證，汽車在測量時所用模式

的加速度值最接近awotref?！?/p>

1、識別出汽車先進技術(shù)所帶來的

試驗條件的變化；

對于裝備有手動變速器，自

動變速器，自適應(yīng)變速器或

基于與國內(nèi)汽車行駛車外加速噪聲測量1、把修改后的標準內(nèi)容寫進編制

無級變速比（CVT）變速器等

9.5.1.3.2方法相統(tǒng)一的原則，起草組對此條進行說明，說明與1495的配套性及先

能夠鎖定傳動比的設(shè)備進行

了修改。進性；

測量的汽車的擋位選擇條件

進行了修改

基于與國內(nèi)汽車行駛車外加速噪聲測量

9.5.1.3.41495內(nèi)容，增加方法相統(tǒng)一的原則，起草組對此條進行

了修改。

基于與國內(nèi)汽車行駛車外加速噪聲測量1、充分考慮當今測量技術(shù)的進

修改數(shù)據(jù)保留位數(shù)，與1495

9.6.2方法相統(tǒng)一的原則，起草組對此條進行步，對測量結(jié)果提出更高的要求，

保持一致

了修改。更加滿足目前噪聲測量的要求；

四、主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)期的經(jīng)濟效果

對汽車加速行駛車外噪聲的室內(nèi)、外通過噪聲測量存在的差異性問題進行了研究，通過應(yīng)用靜音光

頭輪胎及其附加聲學(xué)裝置最小化室內(nèi)輪胎噪聲從而獲取室內(nèi)情況下的動力總成和進排氣噪聲，自由滾動

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GB/T17346—XXXX

A

A

附錄A

（資料性）

測量方法框圖

A.1測量方法框圖

試驗操作數(shù)據(jù)記錄測量/三維構(gòu)建

開始

按照6.1的要求進行車輛準備

構(gòu)建X平面、Y平面、Z平面

記錄加速踏板、制動踏板、離合

器踏板上表面輪廓、踏板兩側(cè)支將記錄的踏板輪廓形成踏板中心線

將踏板置于自由狀態(tài)位置

撐物表面、未受壓地板表面及擱及中點

腳踏板的輪廓

測量4.3規(guī)定的各項尺寸

將踏板分別置于下述指定位置：

a）加速踏板置于最大行程位置，

b）制動踏板置于乘用車500N，

其他汽車700N的加載位置構(gòu)建P平面

c）離合器踏板置于300N或達到

限位的加載位置，以踏板行程記錄踏板上表面下邊緣最低點

較小的加載力位置為準坐標將踏板輪廓、踏板中心線、6.2.7

測量的踵點、離合器踏板測量點、

加速踏板參考點、制動踏板參考點、

離合器踏板參考點踏板處于6.2.4

確定乘坐位置H點和實際靠背角記錄的上表面下邊緣最低點坐標投

影至Y平面上

根據(jù)H30計算出對應(yīng)的鞋具平面

角（A47），并將H點測量裝置記錄踵點坐標

按照6.2.7調(diào)整將座椅R點Y坐標、加速踏板參考

點、離合踏板參考點、制動踏板參

考點、踏板處于6.2.3記錄的自由

將H點測量裝置按照6.2.8調(diào)整記錄離合器踏板測量點坐標

狀態(tài)時的輪廓投影至P平面上

移除H點測量裝置腳和小腿總成

將P平面分別與車身支撐物表面、

未受壓地板表面、擱腳踏板相交的