螺栓松動(dòng)故障監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究綜述

宮 濤，楊建華，莊絮竹，劉后廣

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇省礦山機(jī)電裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116）

1 引言

螺栓連接結(jié)構(gòu)因其可拆卸、承載力強(qiáng)、成本低、能適應(yīng)惡劣環(huán)境等特點(diǎn)被廣泛用于各種連接結(jié)構(gòu)，在土木、機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是，大多數(shù)連接結(jié)構(gòu)，比如：航天器連接板件［1-2］、鋼架結(jié)構(gòu)連接部分［3-4］、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)［5-6］、管道連接部分［7-8］，風(fēng)電機(jī)組連接［9-10］等，在工作時(shí)由于安裝不當(dāng)、動(dòng)態(tài)載荷、腐蝕等情況，螺栓不可避免地發(fā)生松動(dòng)甚至折斷。據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)道，在機(jī)床領(lǐng)域每年大約有20%的機(jī)械系統(tǒng)故障是由于螺栓或緊固件的松動(dòng)造成的，而且10%的機(jī)器壽命與螺栓松動(dòng)有關(guān)［11］。螺栓連接松動(dòng)最終造成螺栓的脫落或折斷，設(shè)備損壞，造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。因此，對(duì)重要結(jié)構(gòu)在服役期間的螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)于降低事故的發(fā)生率和預(yù)防重大事故具有十分重要的工程價(jià)值。

針對(duì)典型的螺栓連接結(jié)構(gòu)，許多學(xué)者在損傷識(shí)別與量化分析、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行了大量研究，其中螺栓連接損傷識(shí)別與狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要有3種方法：基于導(dǎo)波技術(shù)、基于振動(dòng)技術(shù)、基于壓電阻抗技術(shù)的方法。這3種方法廣泛應(yīng)用于螺栓松動(dòng)的識(shí)別與監(jiān)測(cè)中，隨著人工智能技術(shù)、圖像處理技術(shù)等的發(fā)展，一些學(xué)者將圖像處理技術(shù)、人工智能技術(shù)與之結(jié)合進(jìn)行研究，取得了豐富的成果［12-15］。由于實(shí)驗(yàn)原理的不同，搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)也不相同，上述的方法經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證取得了良好的效果。螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法對(duì)比，如表1所示。

這里對(duì)螺栓松動(dòng)損傷識(shí)別與故障監(jiān)測(cè)的典型實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行綜述，系統(tǒng)介紹基于導(dǎo)波技術(shù)、振動(dòng)技術(shù)、壓電阻抗技術(shù)以及一些其他技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，側(cè)重于實(shí)驗(yàn)研究的介紹，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)做了總結(jié)，對(duì)該方向?qū)?lái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究以及研究方向做了總結(jié)與展望，目的是完善對(duì)實(shí)際工程中不同類(lèi)型的螺栓連接結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供參考，并推動(dòng)理論研究應(yīng)用到實(shí)際工程中。

2 基于導(dǎo)波技術(shù)的螺栓松動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究

導(dǎo)波技術(shù)興起于20世紀(jì)90年代，之后在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域有了顯著的發(fā)展，關(guān)于導(dǎo)波的基本理論、數(shù)值計(jì)算與模擬以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步［16］。在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（Structural Health Moni‐toring，SHM）中主要是指超聲機(jī)械波通過(guò)有界結(jié)構(gòu)介質(zhì)傳播對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別與狀態(tài)監(jiān)測(cè)［17］?；趯?dǎo)波技術(shù)對(duì)螺栓松動(dòng)的研究成果比較豐富，主要的方法有非線性超聲方法、線性超聲方法。其中，非線性超聲方法又包括振動(dòng)聲調(diào)制方法（Vibro-Acoustic Modulation，VM）、沖擊調(diào)制方法（Impact Modulation，IM）、混沌超聲激勵(lì)方法，線性超聲方法主要集中于導(dǎo)波能耗散方法（Wave En‐ergy Dissipation，WED）、壓電時(shí)間反演法（Time Reversal，TR）。

2.1 基于非線性超聲方法的典型實(shí)驗(yàn)研究

非線性超聲方法主要有振動(dòng)聲調(diào)制、沖擊調(diào)制方法、混沌超聲激勵(lì)方法，前兩者最主要的區(qū)別是振動(dòng)聲調(diào)制是采用一個(gè)穩(wěn)定的簡(jiǎn)諧激勵(lì)，沖擊調(diào)制采用一個(gè)沖擊激勵(lì)來(lái)激發(fā)系統(tǒng)的固有模態(tài)信息，前兩種方法是利用連接結(jié)構(gòu)的非線性特征，最后一種方法是采用主動(dòng)非線性信號(hào)激勵(lì)的方式，在螺栓監(jiān)測(cè)中都得到了良好的應(yīng)用。非線性超聲方法主要利用螺栓松動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)的非線性因素對(duì)螺栓連接的扭矩水平進(jìn)行識(shí)別和定量分析，實(shí)現(xiàn)螺栓的松動(dòng)監(jiān)測(cè)。

屈文忠等提出基于亞諧共振的螺栓松動(dòng)識(shí)別方法［18］，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)作用在壓電片上，產(chǎn)生超聲波通過(guò)螺栓連接結(jié)構(gòu)，利用螺栓連接結(jié)構(gòu)處的非線性作用對(duì)螺栓松動(dòng)進(jìn)行識(shí)別。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置［18］，如圖1所示。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由兩塊鋁板（400×90×2）mm、信號(hào)發(fā)生器、電壓放大器、示波器以及壓電片組成，鋁板下面加裝2塊海綿，目的是模擬自由邊界以消除邊界的非線性對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。該實(shí)驗(yàn)搭建了一個(gè)雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)超聲波的產(chǎn)生與接收，驗(yàn)證了理論的正確性。

圖1 螺栓松動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.1 Experimental Platform of Bolt Looseness Detection

但是有時(shí)螺栓的扭矩?fù)p失很小，非線性作用不明顯，為了激發(fā)連接界面的非線性特征，需要很大的導(dǎo)波幅值，由于壓電元件的激勵(lì)幅值一般較小，很難激起結(jié)構(gòu)本身的非線性，而振動(dòng)激勵(lì)通常幅值比較大，可以滿足激勵(lì)源的要求，因此很多學(xué)者將振動(dòng)技術(shù)與導(dǎo)波技術(shù)結(jié)合，提出振動(dòng)聲調(diào)制、沖擊調(diào)制的方法。

文獻(xiàn)［19］針對(duì)復(fù)合材料的螺栓連接松動(dòng)，提出了一種基于振動(dòng)聲調(diào)制的螺栓連接結(jié)構(gòu)完整性監(jiān)測(cè)方法；文獻(xiàn)［20］針對(duì)鐵板的螺栓松動(dòng)研究了基于振動(dòng)聲調(diào)制的螺栓松動(dòng)識(shí)別方法，并與壓電時(shí)間反演法進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明振動(dòng)聲調(diào)制方法對(duì)螺栓的早期松動(dòng)比較敏感。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置［20］，如圖2 所示。由激振器、2 塊壓電片、3塊鋁板（245×30×2.8）mm、2個(gè)M6螺栓、信號(hào)發(fā)生器以及功率放大器組成，整體結(jié)構(gòu)為懸臂梁，最左端是自由端，最右端由夾持裝置夾持，該實(shí)驗(yàn)搭建了一個(gè)三梁雙螺栓結(jié)構(gòu)，既對(duì)雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，又對(duì)三梁雙螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)相對(duì)于之前的雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，功能更全。

圖2 振動(dòng)聲調(diào)制實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.2 Experimental Platform Based on Vibro-Acoustic Modulation

振動(dòng)聲調(diào)制實(shí)驗(yàn)需要產(chǎn)生幅值較大的低頻激勵(lì)，一般采用激振器激勵(lì)的方式，適合在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行研究，在實(shí)際工程中應(yīng)用比較困難。一些學(xué)者對(duì)振動(dòng)激勵(lì)的方式做了新的研究，文獻(xiàn)［21］提出一種非線性超聲方法對(duì)螺栓實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，對(duì)振動(dòng)聲調(diào)制實(shí)驗(yàn)臺(tái)做了改進(jìn)，改變了傳統(tǒng)的振動(dòng)激勵(lì)方式（利用激振器激勵(lì)），用成本低、可以永久安裝的鋯鈦酸鉛貼片（PZT2）代替了傳統(tǒng)的激振器，成功實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)聲調(diào)制實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置［19］，如圖3、圖4所示。

圖3 振動(dòng)聲調(diào)制實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.3 Experimental Platform of Vibro-Acoustic Modulation

圖4 螺栓連接結(jié)構(gòu)和扭矩扳手Fig.4 Bolt Connection Structure and Torque Wrench

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由3塊壓電片（PZT1、PZT2、PZT3）、強(qiáng)度等級(jí)為6.8的M8螺栓和螺母、2塊鋼板（20×5×4）mm、海綿、信號(hào)發(fā)生器、電壓放大器、計(jì)算機(jī)組成，其中PZT1用于產(chǎn)生高頻激勵(lì)，PZT2用于產(chǎn)生低頻激勵(lì)，激發(fā)連接結(jié)構(gòu)的一些固有模態(tài)信息，PZT3用作信號(hào)接收器，接收通過(guò)結(jié)構(gòu)的超聲波信號(hào)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的創(chuàng)新之處在于，使用鋯鈦酸鉛貼片（PZT2）代替了傳統(tǒng)的激振器，可以?xún)?nèi)嵌在結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)于大型設(shè)備結(jié)構(gòu)的螺栓組結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)有重要意義。

沖擊調(diào)制是基于非線性的方法，最開(kāi)始是用于檢測(cè)板類(lèi)細(xì)小裂紋［22］，之后被廣泛用于各類(lèi)板件的裂紋與縫隙檢測(cè)中［23-25］，根據(jù)假設(shè)，螺栓連接部分松動(dòng)使系統(tǒng)響應(yīng)比未松動(dòng)的系統(tǒng)表現(xiàn)出更多的結(jié)構(gòu)非線性，學(xué)者將沖擊調(diào)制引入到螺栓松動(dòng)檢測(cè)與量化評(píng)估當(dāng)中，并且得到了驗(yàn)證。

文獻(xiàn)［26］使用沖擊調(diào)制來(lái)評(píng)估螺栓連接的狀態(tài)，從理論和實(shí)驗(yàn)來(lái)證明方法的可行性，并且之后用于衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的螺栓組松動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)松動(dòng)程度進(jìn)行量化［27］。搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖5所示。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由2 塊AL 6061-T6 梁（298×19×64）mm、1 個(gè)M10 螺栓、PCB 086C01 力錘、壓電致動(dòng)器、信號(hào)采集裝置組成，其邊界端被固定，在沖擊調(diào)制中利用力錘對(duì)梁產(chǎn)生沖擊，壓電致動(dòng)器產(chǎn)生高頻探測(cè)信號(hào)，通過(guò)壓電型加速度傳感器進(jìn)行響應(yīng)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用沖擊調(diào)制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該結(jié)構(gòu)螺栓扭矩水平的量化。模擬衛(wèi)星結(jié)構(gòu)搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)［26，37］，如圖6、圖7所示。在平板上用螺栓組固定一個(gè)板面，通過(guò)調(diào)整沖擊位置、激勵(lì)位置以及傳感器位置來(lái)對(duì)螺栓組的螺栓松動(dòng)進(jìn)行識(shí)別與定量分析。

圖5 基于沖擊調(diào)制的實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.5 Experimental Platform Based on Impact Modulation

圖6 衛(wèi)星面板實(shí)驗(yàn)設(shè)置頂面Fig.6 Topside of Satellite Panel Experimental Setup

圖7 衛(wèi)星面板實(shí)驗(yàn)裝置底面Fig.7 Underside of Satellite Panel Experimental Setup

2.2 基于線性超聲方法的典型實(shí)驗(yàn)研究

線性超聲方法包括波能耗散法、壓電時(shí)間反演法等，波能耗散法主要依據(jù)通過(guò)被測(cè)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)波透射能量與螺栓的扭矩水平成正比的理論，忽略結(jié)構(gòu)的非線性因素，利用通過(guò)螺栓結(jié)構(gòu)透射的導(dǎo)波來(lái)對(duì)螺栓連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；壓電時(shí)間反演法主要利用時(shí)間反演法的信號(hào)聚集特性，提高所需特征信號(hào)的信噪比，選擇合適的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓松動(dòng)程度的精確量化。

文獻(xiàn)［28］提出了一種線性方法，給出了C-C（Carbon-Carbon）復(fù)合熱保護(hù)器螺栓連接松動(dòng)狀態(tài)下?lián)p傷量的定量分析結(jié)果，得出了通過(guò)接觸面的導(dǎo)波能量與實(shí)際的接觸面積成正比的結(jié)論，接觸面積隨著螺栓扭矩的增大而增大，并且對(duì)該理論進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證［29］。熱保護(hù)器的螺栓連接結(jié)構(gòu)，如圖8所示。

圖8 C-C熱保護(hù)器螺栓連接結(jié)構(gòu)Fig.8 C-C Bolt Connection Structure of Thermal Protector

實(shí)驗(yàn)設(shè)置［29］，如圖9、圖10所示。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的C-C面板配備了傳感器網(wǎng)絡(luò)，安裝在振動(dòng)篩上，在螺栓連接結(jié)構(gòu)處加入了PZT嵌入式傳感器墊圈構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部墊圈嵌入PZT陶瓷并引導(dǎo)其發(fā)出的診斷波，以可控的方式承受面外加速度，螺栓安裝點(diǎn)與加速度計(jì)，如圖10所示，結(jié)果表明該方法能夠定位松動(dòng)支架，識(shí)別失效模式，實(shí)現(xiàn)了螺栓扭矩水平預(yù)測(cè)。

圖9 振動(dòng)測(cè)試配置Fig.9 Shaker Test Configuration

圖10 螺栓安裝點(diǎn)與加速度計(jì)的位置Fig.10 Location of the Mounting Points and Accelerometers

之后很多學(xué)者基于文獻(xiàn)［29］提出的線性理論做了研究，大部分集中于對(duì)梁類(lèi)搭接結(jié)構(gòu)的螺栓連接狀態(tài)的研究，其中，文獻(xiàn)［30］利用彈性波對(duì)螺栓連接結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)簡(jiǎn)單的雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明信號(hào)能量隨著螺栓扭矩的增加而有規(guī)律地增加。實(shí)驗(yàn)設(shè)置［30］，如圖11所示。

圖11 搭接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置Fig.11 Experimental Setup for Lap-Joint Measurements

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由2塊鐵板（6.2×59.8×404）mm、2個(gè)強(qiáng)度等級(jí)為5.6級(jí)的M12鋼螺栓、采集裝置組成，兩端固定在鋼框架中模擬固定邊界，保證螺栓在松動(dòng)和擰緊時(shí)的位置穩(wěn)定，該結(jié)構(gòu)也是簡(jiǎn)單的雙梁?jiǎn)温菟ù罱咏Y(jié)構(gòu)。

文獻(xiàn)［21］將非線性方法與線性方法進(jìn)行對(duì)比，分別定義了線性指標(biāo)和非線性指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，線性指標(biāo)對(duì)螺栓搭接的類(lèi)型比較敏感，在早期的松動(dòng)檢測(cè)中效果比較局限。優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)方法比較簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)設(shè)置簡(jiǎn)單，搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)［21］，如圖12 所示。與非線性振動(dòng)聲調(diào)制方法的實(shí)驗(yàn)臺(tái)相比，沒(méi)用使用激振器。

圖12 基于波能耗散的線性超聲方法實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.12 Experimental Platform of Linear Ultrasonic Method Based on Wave Energy Dissipation

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由2塊壓電片、3塊鋁板（245×30×2.8）mm、2個(gè)M6螺栓、信號(hào)發(fā)生器以及功率放大器組成，與之前利用超聲波非線性特性的實(shí)驗(yàn)臺(tái)相似，采用懸臂梁的結(jié)構(gòu)，對(duì)螺栓連接類(lèi)型進(jìn)行了拓展，既有雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)，又有三梁雙螺栓結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置簡(jiǎn)單，易于實(shí)驗(yàn)室操作。

壓電時(shí)間反演法的主要作用是減少導(dǎo)波的頻散、多模態(tài)等的影響，增強(qiáng)特征信號(hào)的聚焦效果，提高了信噪比，在螺栓松動(dòng)故障監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。在理論的基礎(chǔ)上，也有很多學(xué)者采用該方法，提高了對(duì)螺栓連接狀態(tài)的檢測(cè)精度［31，32］。

文獻(xiàn)［33］針對(duì)梁類(lèi)搭接的螺栓連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，王濤等研究了基于壓電時(shí)間反演法的螺栓松動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，利用時(shí)間反演的方法反演聚焦信號(hào)，可以有效地提高信噪比，結(jié)果表明基于壓電時(shí)間反演法的螺栓松動(dòng)檢測(cè)技術(shù)有很好的應(yīng)用前景。該實(shí)驗(yàn)采用壓電材料分別作為激發(fā)器與接收器產(chǎn)生和接收超聲波信號(hào)，將采集到的信號(hào)在時(shí)域上反演，作為激勵(lì)信號(hào)再次發(fā)出，通過(guò)采集信號(hào)達(dá)到信號(hào)聚焦效果。實(shí)驗(yàn)裝置［33］，如圖13、圖14所示。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由計(jì)算機(jī)、采集裝置、CMT5105試驗(yàn)機(jī)、壓電片（PZT1、PZT2）、試樣組成，其中，試樣由M16螺栓連接的兩金屬板件組成，板中加工定位銷(xiāo)/孔，便于更換上板件材料，研究不同粗糙度信號(hào)接收的影響，通過(guò)試驗(yàn)機(jī)對(duì)螺栓頭部的加載來(lái)精確模擬螺栓的軸向預(yù)緊力。

圖13 實(shí)驗(yàn)整體設(shè)置Fig.13 Overall Experimental Setup

圖14 實(shí)驗(yàn)試樣Fig.14 Test Sample

還有一些學(xué)者針對(duì)復(fù)雜多螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了松動(dòng)識(shí)別和定位研究，其中，文獻(xiàn)［34］在模擬熱保護(hù)系統(tǒng)中提出了一種改進(jìn)的時(shí)間反演法用于螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)，在復(fù)雜多螺栓連接結(jié)構(gòu)中對(duì)松動(dòng)螺栓定位，該方法提高了時(shí)間反演后的聚焦信號(hào)對(duì)損傷狀態(tài)的靈敏度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)多螺栓結(jié)構(gòu)螺栓松動(dòng)識(shí)別與定位。實(shí)驗(yàn)設(shè)置［34］，如圖15所示。

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由信號(hào)放大器、多功能DAQ 系統(tǒng)、扭矩扳手、2 塊Q235 鋼薄板（450×385×3）mm，（335×335×3）mm、12 個(gè)M6 的螺栓、4個(gè)TPS結(jié)構(gòu)（熱保護(hù)系統(tǒng)面板結(jié)構(gòu)）和計(jì)算機(jī)組成，模擬多螺栓連接結(jié)構(gòu)，利用PZT貼片來(lái)驅(qū)動(dòng)和接收波信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)分析和處理信號(hào)。

前面介紹了一些梁類(lèi)搭接結(jié)構(gòu)、多螺栓板類(lèi)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究及裝置，工程實(shí)際中螺栓連接結(jié)構(gòu)不盡相同，比常見(jiàn)的還有法蘭螺栓結(jié)構(gòu)。管道廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、城市自來(lái)水管道系統(tǒng)中，在工程中意義重大，其主要連接方式是法蘭螺栓連接，當(dāng)螺栓連接松動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致泄露，造成大量損失，因此針對(duì)法蘭螺栓松動(dòng)的研究具有一定的實(shí)際意義和工程價(jià)值。

文獻(xiàn)［35］針對(duì)法蘭連接結(jié)構(gòu)提出了一種超聲導(dǎo)波監(jiān)測(cè)方法，該方法利用導(dǎo)波的均方根偏差作為指標(biāo)進(jìn)行松動(dòng)監(jiān)測(cè)，通過(guò)均方根偏差值的大小及其分布可以初步判斷松動(dòng)螺栓的位置，實(shí)驗(yàn)設(shè)置，如圖16所示。

圖16 實(shí)驗(yàn)設(shè)置及試件Fig.16 Experimental Setup and Specimens

實(shí)驗(yàn)臺(tái)由2節(jié)鋁合金制管道法蘭結(jié)構(gòu)、12個(gè)M6螺栓、8個(gè)壓電片（其中4個(gè)用于產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，4個(gè)用于接收激勵(lì)信號(hào)）、電壓放大器、采集裝置、扭矩扳手、泡沫塑料組成，2 組壓電片分別置于螺栓連接結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)螺栓法蘭結(jié)構(gòu)的螺栓松動(dòng)的監(jiān)測(cè)與定位。

基于導(dǎo)波技術(shù)的螺栓松動(dòng)識(shí)別與監(jiān)測(cè)的研究成果豐富，實(shí)驗(yàn)設(shè)置的類(lèi)型有很多，目前主要集中于梁類(lèi)搭接結(jié)構(gòu)（雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)、雙梁雙螺栓結(jié)構(gòu)、三梁雙螺栓結(jié)構(gòu)）、螺栓板類(lèi)結(jié)構(gòu)、法蘭螺栓結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在工程中得到廣泛應(yīng)用，一定程度上都實(shí)現(xiàn)了螺栓的松動(dòng)識(shí)別和監(jiān)測(cè)，但是針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的螺栓松動(dòng)研究較少，這些結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用更加廣泛。

3 基于振動(dòng)技術(shù)的螺栓松動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究

振動(dòng)技術(shù)是比較傳統(tǒng)的技術(shù)，被廣泛用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷［36］。在螺栓松動(dòng)故障識(shí)別與監(jiān)測(cè)方面，基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的方法主要是采用振動(dòng)的方式提取螺栓松動(dòng)前后結(jié)構(gòu)的特征頻率、傳遞函數(shù)、功率譜等的變化，對(duì)螺栓連接狀態(tài)進(jìn)行分析與判斷［37］?；谡駝?dòng)的方法通常采用接觸式激勵(lì)，即采用力錘或壓電材料激勵(lì)結(jié)構(gòu)確定頻率響應(yīng)，其中使用力錘的方法依賴(lài)于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，重現(xiàn)性比較差；壓電元件需要粘貼到結(jié)構(gòu)上，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)，布置比較復(fù)雜；許多學(xué)者對(duì)非接觸式的方法進(jìn)行了研究［38，39］，其中非接觸式激光激勵(lì)的振動(dòng)系統(tǒng)有很高的測(cè)量重現(xiàn)性，還可以測(cè)量高頻振動(dòng)，對(duì)螺栓的松動(dòng)十分敏感。

3.1 基于接觸式振動(dòng)技術(shù)的典型實(shí)驗(yàn)研究

一些學(xué)者采用接觸式激振方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)激勵(lì)，其中曹芝腑等在高溫振動(dòng)環(huán)境中對(duì)螺栓松動(dòng)進(jìn)行了判別［40］，利用振動(dòng)控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)對(duì)復(fù)合材料螺栓連接狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，復(fù)合材料螺栓搭接板件及實(shí)驗(yàn)設(shè)置［40］，如圖17、圖18所示。

圖17 復(fù)合材料螺栓搭接板Fig.17 Composite Material Bolt Lap Plate

圖18 高溫振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)系統(tǒng)布置Fig.18 Experimental System and Arrangement of High-Temperature Vibration

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由溫度控制系統(tǒng)、振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、振動(dòng)控制系統(tǒng)組成，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)的溫度，模擬高溫工作條件，復(fù)合材料搭接板件一側(cè)采用夾具夾持，另一側(cè)為自由端，為懸臂梁結(jié)構(gòu)，振動(dòng)控制系統(tǒng)采用振動(dòng)臺(tái)激振，最后通過(guò)光幕式激光位移計(jì)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)定義高溫松動(dòng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了在高溫振動(dòng)環(huán)境下復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)判別。

3.2 基于非接觸式振動(dòng)技術(shù)的典型實(shí)驗(yàn)研究

一些學(xué)者對(duì)非接觸式振動(dòng)激勵(lì)方式進(jìn)行了研究，其中Huda等利用非接觸式激光激振實(shí)驗(yàn)對(duì)螺栓松動(dòng)進(jìn)行診斷［41］，利用YAG 脈沖激光在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生理想的脈沖，可以激發(fā)結(jié)構(gòu)的高頻振動(dòng)響應(yīng)，通過(guò)對(duì)頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，引入新的損傷指標(biāo)，通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)證明了該方法的有效性，該方法可以檢測(cè)六螺栓連接懸臂梁中松動(dòng)螺栓的位置。其中，實(shí)驗(yàn)設(shè)置［41］，如圖19所示。

圖19 使用高功率脈沖激光振動(dòng)測(cè)試Fig.19 Vibration Testing Arrangement Using the High Power Pulse Laser］

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由YAG脈沖激光器、反射鏡、凸透鏡、虎鉗、試樣、加速度計(jì)、頻譜分析儀、計(jì)算機(jī)組成，通過(guò)脈沖激光器產(chǎn)生激光通過(guò)反射鏡反射，沿著路徑最后通過(guò)凸透鏡傳到螺栓連接結(jié)構(gòu)，采用加速度計(jì)采集振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析?；谡駝?dòng)技術(shù)的螺栓松動(dòng)檢測(cè)方法很多與導(dǎo)波技術(shù)相結(jié)合，有振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)等，目前已證明了該方法有效性，還有一些方法是基于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性對(duì)螺栓連接松動(dòng)前后的固有特性進(jìn)行研究的，由于通常結(jié)構(gòu)的固有頻率較高，采用激振器、振動(dòng)篩等激振設(shè)備很難激發(fā)結(jié)構(gòu)的一些固有模態(tài)信息，所以采用常規(guī)振動(dòng)方法對(duì)螺栓松動(dòng)檢測(cè)的研究比較少。

4 基于壓電阻抗的螺栓松動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究

壓電阻抗方法（Electromechanical Impedance Method，EMI）是目前常用的一種無(wú)損檢測(cè)方法，對(duì)螺栓松動(dòng)等損傷比較敏感，在螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)與損傷識(shí)別方面發(fā)展迅速，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓松動(dòng)的量化分析與定位。其主要原理是壓電材料與機(jī)械結(jié)構(gòu)有獨(dú)特的耦合特性，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞或損傷時(shí)，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度等發(fā)生變化，機(jī)械阻抗也會(huì)改變，通過(guò)耦合方式表現(xiàn)為壓電阻抗，通過(guò)測(cè)量壓電阻抗信息就會(huì)得到機(jī)械阻抗信息，從而對(duì)結(jié)構(gòu)破壞或損傷進(jìn)行分析與判斷。

文獻(xiàn)［42］最早提出了阻抗分析的方法用于材料的動(dòng)態(tài)分析，建立了PZT壓電片與梁結(jié)構(gòu)的耦合模型，做了一些數(shù)值分析，并提出機(jī)電耦合的結(jié)構(gòu)壓電阻抗分析方法，將結(jié)構(gòu)與壓電材料耦合簡(jiǎn)化為單自由度彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)，獲得了壓電材料與結(jié)構(gòu)耦合的阻抗表達(dá)式［43］。之后很多學(xué)者將阻抗分析的方法引入螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)中，取得了很好的效果［44］。

文獻(xiàn)［45］基于壓電阻抗法對(duì)螺栓組進(jìn)行松動(dòng)監(jiān)測(cè)以及識(shí)別，以大型起重機(jī)等的結(jié)構(gòu)中的螺栓組為研究對(duì)象，用阻抗分析儀分析壓電片的阻抗特性，采用均方根值作為指標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)螺栓組松動(dòng)螺栓的基本定位，開(kāi)發(fā)了新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)［45］，如圖20所示。

圖20 基于HP4395A網(wǎng)絡(luò)頻譜阻抗分析儀的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Fig.20 Experimental Platform of Network Spectrum Impedance Analyzer Based on HP4395A

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由HP4395A 精密網(wǎng)絡(luò)頻譜阻抗分析儀、PZT 壓電陶瓷片、計(jì)算機(jī)以及強(qiáng)度等級(jí)為8.8級(jí)的M12螺栓組及墊片、兩塊Q235 鋼板（400×200×8）mm 組成。采用高頻掃描頻率，通過(guò)PZT壓電陶瓷片的阻抗信息來(lái)反映螺栓扭矩變化，實(shí)現(xiàn)了螺栓松動(dòng)的定量分析，對(duì)分布式螺栓組進(jìn)行定位。

文獻(xiàn)［46］提出了基于壓電阻抗頻率變化的螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，在螺栓頭部安裝壓電材料，采用試樣機(jī)對(duì)螺栓的預(yù)緊力進(jìn)行精確模擬，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓電材料導(dǎo)納譜的頻率與螺栓預(yù)緊力的定量分析，發(fā)現(xiàn)隨著螺栓預(yù)緊力的增大，壓電阻抗峰值頻率降低，呈現(xiàn)線性關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓松動(dòng)程度進(jìn)行定量分析。實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)置［46］，如圖21、圖22所示。

圖21 實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置Fig.21 Experimental Test Device

圖22 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器Fig.22 Experimental Equipment and Instruments

圖23 實(shí)驗(yàn)設(shè)置Fig.23 Experiment Setup

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由精密阻抗分析儀、電子拉伸試驗(yàn)機(jī)、2個(gè)側(cè)面螺栓、1對(duì)中間螺栓（上、下）和2塊夾具平板以及計(jì)算機(jī)采集平臺(tái)組成，試驗(yàn)機(jī)通過(guò)夾持中間螺栓（上、下）對(duì)螺栓作用軸向載荷模擬預(yù)緊力，比扭矩扳手精度更高，通過(guò)夾具使載荷均勻分布，作用到兩側(cè)面螺栓上，布置壓電片與螺栓結(jié)構(gòu)形成耦合結(jié)構(gòu)。

由于壓電阻抗分析方法檢測(cè)范圍較小，采用壓電片粘貼在螺栓連接結(jié)構(gòu)附近，粘貼不方便，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)比較困難。因此，一些學(xué)者采用壓電智能墊圈代替壓電片，監(jiān)測(cè)精度更高，更方便。其中，文獻(xiàn)［47］提出了基于阻抗的壓電陶瓷智能墊圈的螺栓預(yù)緊力監(jiān)測(cè)方法，在實(shí)驗(yàn)研究中，采用壓電陶瓷制作了螺栓的連接試件，選擇阻抗信號(hào)的均方根偏差（RMSD）作為松動(dòng)指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著螺栓連接的預(yù)緊力降低，螺栓與壓電片耦合部分的諧振頻率也隨之降低，這說(shuō)明該方法對(duì)于螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的有效性，實(shí)驗(yàn)設(shè)置［47］，如23圖所示。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由智能墊圈、阻抗分析儀、計(jì)算機(jī)、2塊鐵板、1個(gè)M15的螺栓以及扭矩扳手組成，智能墊圈裝入螺栓連接結(jié)構(gòu)中，針對(duì)不同的螺栓扭矩水平采用阻抗分析儀分析耦合部分的阻抗信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)螺栓松動(dòng)的監(jiān)測(cè)。

基于壓電阻抗技術(shù)的螺栓松動(dòng)識(shí)別與監(jiān)測(cè)的研究成果也比較多，實(shí)驗(yàn)設(shè)置的類(lèi)型有很多，目前主要集中于螺栓板類(lèi)結(jié)構(gòu)，該技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的微小損傷比較敏感，而且可以用于在線監(jiān)測(cè)，但是大多集中于實(shí)驗(yàn)室研究階段，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的松動(dòng)損傷識(shí)別與監(jiān)測(cè)研究較少，實(shí)際工程中的應(yīng)用研究還需要進(jìn)一步研究。

5 其他的一些技術(shù)

這里主要介紹基于人工智能技術(shù)、圖像處理技術(shù)的螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法以及一些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方法，這些技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，其中人工智能技術(shù)、圖像處理技術(shù)等發(fā)展迅速，與很多學(xué)科結(jié)合實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究是以后的發(fā)展方向，之前許多學(xué)者在實(shí)驗(yàn)室中使用很多方法實(shí)現(xiàn)螺栓松動(dòng)故障的識(shí)別及監(jiān)測(cè)，能否在工程現(xiàn)場(chǎng)使用、使用效果如何都不確定，需要進(jìn)一步現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷方法的好壞，最終走向工程應(yīng)用。

5.1 基于人工智能技術(shù)的典型實(shí)驗(yàn)研究

隨著人工智能、圖像處理等技術(shù)的發(fā)展，許多學(xué)者將這些先進(jìn)的技術(shù)與螺栓松動(dòng)檢測(cè)相結(jié)合，相對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，這些新興技術(shù)在螺栓松動(dòng)故障識(shí)別和監(jiān)測(cè)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如：降低了故障的誤判率，提高了識(shí)別的精度等。文獻(xiàn)［48］采用基于熵值的主動(dòng)傳感和遺傳算法的最小二乘支持向量機(jī)的方法來(lái)監(jiān)測(cè)多螺栓連接松動(dòng)，提出了一種新的基于多元多尺度模糊熵的損傷指數(shù)，然后使用最大相關(guān)最小冗余原則從基于熵的損傷指數(shù)中選擇重要特征來(lái)構(gòu)造數(shù)據(jù)集，通過(guò)最小二乘支持向量機(jī)訓(xùn)練分類(lèi)器來(lái)檢測(cè)螺栓是否發(fā)生松動(dòng)，實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)置［48］，如圖24、圖25所示。

圖24 實(shí)驗(yàn)儀器Fig.24 Experimental Apparatus

圖25 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.25 Diagram of Experimental Setup

該實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行螺栓松動(dòng)的故障監(jiān)測(cè)，結(jié)構(gòu)1由兩個(gè)鋁梁（230×40×5）mm搭建，采用3個(gè)M8的螺栓（B1、B2、B3）連接，實(shí)驗(yàn)臺(tái)由鋁梁、M8 螺栓、計(jì)算機(jī)、扭矩扳手、壓電片（PZTA、PZTB）、NI數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、信號(hào)放大器組成，如圖24所示。結(jié)構(gòu)2，試件由2塊鐵板（150×150×5）mm搭建，模擬在鋼架結(jié)構(gòu)連接時(shí)的多螺栓結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在工程中比較常見(jiàn)，由4 個(gè)M8 螺栓連接。通過(guò)壓電片A產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，壓電片B接收激勵(lì)信號(hào)，之后對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，如圖25所示。

還有一些學(xué)者結(jié)合圖像處理技術(shù)對(duì)螺栓松動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，其中，文獻(xiàn)［49］使用Viola-Jones 算法進(jìn)行了基于視覺(jué)的全自動(dòng)松開(kāi)螺栓檢測(cè)研究，可以用來(lái)克服接觸式、非接觸式傳感器的一些弊端，比如：溫度、濕度等環(huán)境條件對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，對(duì)定位的螺栓圖像進(jìn)行自動(dòng)剪裁和二值化，計(jì)算螺栓頭尺寸以及外露的桿長(zhǎng)，將這些特征信息進(jìn)行提取輸入到支持向量機(jī)中，生成對(duì)松緊螺栓的決策邊界，之后對(duì)螺栓松動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。其實(shí)驗(yàn)設(shè)置［49］，如圖26所示。實(shí)驗(yàn)選擇了8個(gè)不同的螺栓在工字鋼上檢測(cè)，圖26介紹了相機(jī)的高度、角度、工字鋼的尺寸、螺栓位置，首先對(duì)該結(jié)構(gòu)拍照，對(duì)螺栓位置進(jìn)行定位，采用上述的方法對(duì)不同的螺栓進(jìn)行松動(dòng)檢測(cè)。基于圖像處理技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較低，不需要外加任何的測(cè)試裝置，通常對(duì)結(jié)構(gòu)的螺栓連接部分進(jìn)行拍照，對(duì)圖像進(jìn)行圖像分割與特征提取，一般采用支持向量機(jī)對(duì)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練，之后用于螺栓松動(dòng)的檢測(cè)，但是拍照的時(shí)候要盡量避免陰影，以免定位不準(zhǔn)確造成誤判。

圖26 實(shí)驗(yàn)設(shè)置Fig.26 Experimental Setup

5.2 一些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的研究

螺栓松動(dòng)會(huì)造成很多工程問(wèn)題，許多工程問(wèn)題需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)解決，大部分是結(jié)合之前的3種技術(shù)，實(shí)際結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)難度更大，用于解決工程實(shí)際問(wèn)題，對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)是十分必要的，也是以后研究發(fā)展的方向。

許多學(xué)者開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究，其中，文獻(xiàn)［50］提出了基于壓電導(dǎo)納的鋼框架螺栓松動(dòng)檢測(cè)研究方法，利用壓電導(dǎo)納技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了螺栓松動(dòng)測(cè)試，采用3個(gè)壓電陶瓷片粘貼于框架節(jié)點(diǎn)處的不同構(gòu)件表面，通過(guò)測(cè)量各壓電片在螺栓松動(dòng)前后壓電導(dǎo)納變化來(lái)識(shí)別損傷。采用壓電片測(cè)量阻抗信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓松動(dòng)的識(shí)別與定位。文獻(xiàn)［51］針對(duì)輸電鐵塔螺栓松動(dòng)進(jìn)行了研究，利用激振器、光纖振動(dòng)傳感器系統(tǒng)開(kāi)展了對(duì)輸電鐵塔的螺栓松動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，采用回彈儀作為激振器，通過(guò)光纖光柵振動(dòng)傳感器測(cè)得振動(dòng)信號(hào)，改變不同的工況，對(duì)比了螺栓松動(dòng)前后的振動(dòng)信號(hào)，判斷螺栓松動(dòng)情況，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)［51］，如圖27所示。

圖27 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)Fig.27 Test Site

研究人員選定好研究的基座，將傳感器布置與其中一個(gè)基座上，將傳感器與計(jì)算機(jī)相連，進(jìn)行信號(hào)采集，最后通過(guò)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析來(lái)判斷基座螺栓的松動(dòng)情況。

6 結(jié)論

這里系統(tǒng)介紹了螺栓松動(dòng)故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)的一些典型實(shí)驗(yàn)研究以及實(shí)驗(yàn)設(shè)置，歸納了目前主要研究的螺栓連接結(jié)構(gòu)以及一些方法，對(duì)未來(lái)研究方向提出一些展望：

（1）目前針對(duì)螺栓松動(dòng)損傷識(shí)別和健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的文獻(xiàn)主要集中于對(duì)鋁梁搭接處的螺栓監(jiān)測(cè)，對(duì)木結(jié)構(gòu)、鋼梁、復(fù)合材料也有一些研究，針對(duì)復(fù)合材料的較少，復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、汽車(chē)工業(yè)、化工、紡織和機(jī)械制造領(lǐng)域，在工業(yè)中有很大的應(yīng)用空間，是以后研究的重點(diǎn)；

（2）研究的結(jié)構(gòu)大部分為雙梁?jiǎn)温菟ńY(jié)構(gòu)以及一些平面板上多組螺栓結(jié)構(gòu)、管道連接處的螺栓結(jié)構(gòu)，研究的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，條件較為理想，但是很多重要結(jié)構(gòu)在惡劣工況下服役，比如航天發(fā)動(dòng)機(jī)、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等，在復(fù)合故障下的螺栓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)很少，需要對(duì)其進(jìn)行研究；

（3）目前針對(duì)螺栓結(jié)構(gòu)損傷的方法主要集中于基于超聲導(dǎo)波的方法，基于振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)的螺栓結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)有一定優(yōu)勢(shì)，在螺栓損傷方面有較大的潛力；隨著人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、圖像處理技術(shù)等的發(fā)展，越來(lái)越多的學(xué)者將這些先進(jìn)的技術(shù)用于螺栓松動(dòng)的檢測(cè)中，達(dá)到了比較好的效果，是以后發(fā)展的方向。