《汽车紧固连接螺栓轴力测试超声波压电陶瓷片法》编制说明

QC/T《汽车紧固连接螺栓轴力测试超声波压电陶瓷片法》

1.工作简况

1.1任务来源

本标准制定计划由中华人民共和国工业和信息化部下达，项目编号2014-1613T-QC，项目名称《汽车紧固连接

螺栓轴力测试超声波压电陶瓷片法》，项目性质为推荐性行业标准。

1.2主要工作过程

按照全国汽车标准化技术委员会基础分技术委员会的要求，由中国汽车技术研究中心组织国内主机厂和紧固件

生产企业成立了标准修订工作组。

2014年7月，在延吉召开了工作组第一次会议，会议上初步明确了标准修订计划以及标准修订思路，正式开启

标准修订工作。

会后，工作组对测试设备和试验方法进行对标，并完成了标准框架草稿。

2015年11月，在厦门召开了工作组第二次会议，会议讨论的重点是关于螺栓的加工要求和温度的影

响。

会后，工作组对于螺栓的加工、温度的影响及屈服螺栓的残余轴力测试进行了试验验证，并对草稿进

行了修订。

2017年10月，在长春召开了工作组第三次会议，会议的结论是多增加示意图，并让更多的测试设备

供应商参与讨论。

会后，工作组与主流测试设备供应商达成共识，并增加了示意图，完成标准征求意见稿。

2019年11月，在徐州召开了工作组的第四次会议，会议讨论的重点是关于文本的规范化。

会后，主要参加单位对文本进行了逐字逐句的讨论，对示意图进行了更新，规范了标准讨论稿。

1.3主要参加单位和工作组成员

主要起草单位：泛亚汽车技术中心有限公司、上海汽车集团股份有限公司技术中心、上汽大众汽车有限公司、

北京汽车集团越野车有限公司、东风汽车集团股份公司技术中心、中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司、

安徽江淮汽车集团股份有限公司、上海泛华紧固系统有限公司、上海兹懋仪器科技有限公司、优势博研（北京）科

技有限公司、上海天乘实业有限公司、上海华测智科材料技术有限公司、日泰（上海）汽车标准件有限公司、上海

上标汽车紧固件有限公司、富奥汽车零部件股份有限公司紧固件分公司、深圳航空标准件有限公司、浙江瑞强汽车

部件有限公司。

2.标准编制原则

本标准定义了汽车紧固连接螺栓轴力测试超声波压电陶瓷片法的测试要求，包括了测试的设备和测试方法，标

准编制过程中，各应用的主机厂，紧固件生产厂，第三方测试机构以及主流的超声波测试设备供应商，对所有的测

1

试环节进行讨论和商定，并针对性的进行测试验证。标准的编制原则是能指导使用者正确地进行试验操作，避免踏

入错误测试的“陷阱”而不自知，从而使测试结果能够有效地指导企业的设计、生产及验证工作。

3.标准主要内容

本标准主要包含范围、规范性引用文件、术语和定义、测试设备、试验样品、测试程序、测试报告共7章。

3.1范围

本标准规定了汽车紧固连接螺栓轴力测试超声波压电陶瓷片法的测试装置和测试方法，适用于汽车紧固连接

M6～M27的螺栓，夹持长度不小于2.5d。

3.2术语

引用了GB/T16823.2-1997规定的术语和定义：

1)螺纹连接体

2)屈服紧固轴力

3)屈服紧固扭矩

4)极限紧固轴力

3.3测试设备

定义了设备的精度和要求。

3.4试验样品

定于了试验螺栓以及被夹持零件和螺母的要求。

1)试验螺栓的状态应与实车应用的状态一致，应保证其清洁，不允许螺纹的磕碰伤，以防止改变螺栓的摩擦系

数。

2)被夹持零件和螺母应与实车应用的状态一致，运输途中应适当进行保护，保证其清洁及防止磕碰，以模拟实

际的连接状态。被夹持零件可在不影响螺纹连接体模拟的情况下，进行切割取样，以方便装夹或运输。

3.5测试程序

3.5.1试件的预制备

定义了螺栓预制备的要求：尺寸以加工公差示意图呈现，为了简化螺栓头部和尾部的垂直度公差要求，螺栓头

部的测量区域只考察轴心Ød范围内的垂直度，尺寸的标注引用了GB/T3103.1；要求加工过程中，应保持螺栓表面

清洁、干燥，避免对螺纹及其它表面造成污染或磕碰伤，从而影响螺栓的扭矩轴力关系；加工过程中，还应减少对

扳拧高度的影响。

3.5.2螺栓轴力标定

拟合出螺栓轴力和超声波传播时间差的曲线，标定过程中要确保螺栓夹持长度与实际连接点相同，采

用拧紧的方式在轴力传感器上标定轴力，使螺栓和实际拧紧一致，受到轴向力和扭应力的复合力，同时，

如无特殊说明，应拧紧过螺栓的极限紧固轴力点，标定最小样本量为5个。

2

3.5.3螺栓装配轴力试验

初始拧紧时螺栓的轴力测试按照示意图3配置，为了减少测试过程中温度对误差的影响，推荐测试螺栓拧紧前

15分钟内进行回波时长清零，即以此时螺栓回波时长作为零位基准，并记录此时的温度，若后续螺栓轴力测试时，

环境温度超过此基准温度±5℃时应进行温度补偿。

温度补偿的原理是采用理论补偿系数或采用实际螺栓标定的补偿曲线进行补偿，具体的操作见各超声波测量装

置设备的使用说明。

3.5.4残余轴力测试

因为温度对螺栓轴力超声波法测试非常敏感，如果刚刚经过道路试验的整车或台架验证的子系统，螺纹连接体

可能会受到温度的影响，而且螺栓的各个部位温度还不均匀，这种情况下，即使采用温度补偿的方式，测试也是不

准确的。所以，如果连接点经过动态载荷验证，温度有变化，应在常温下静置足够长时间，以保证恢复到环境温度。

并且测试的过程中，补偿螺栓测试与清零时环境的温度差。

如果螺栓拧紧采用扭矩法在弹性区域拧紧，则直接测试目前螺栓相对于拧紧前的时间差，比对螺栓拧紧时的标

定曲线，直接读出残余轴力值；

如果螺栓采用扭矩转角法拧紧至屈服区域，则以冷作硬化后的螺栓弹性区间作为测量对象，以目前螺栓传播的

时间为基准，将螺栓松开，测试松开后螺栓传播的时间差，并取绝对值。然后将该螺栓在轴力传感器上进行标定，

生成该已屈服螺栓的标定曲线，通过时间差的绝对值在该标定曲线上直接比对螺栓的残余轴力。

3.6测试报告

列出测试报告应包含的信息及数据曲线和表格处理的示例。

4.主要验证情况分析

工作组内部及主流的超声波测试设备供应商进行过项目的验证工作，标准条目得到一致认可。

5.标准中涉及专利的情况

本标准未涉及专利

6.预期达到的社会效益、对产业发展的作用

在本标准的指导下，能够提高汽车紧固连接螺栓轴力测试的准确性，以及残余轴力测试结果的可靠性，

从而能够提升行业螺纹连接体的设计能力，扭矩开发能力，验证能力。

7.采用国际标准和国外先进标准情况

无。

8.在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准的协调性

本标准属于测试标准，项目性质为推荐性国家标准。本标准引用了GB/T3103.1《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱

和螺母》、GB/T16823.2-1997《螺纹紧固件紧固通则》、GB/T16823.3-2010《紧固件扭矩-夹紧力试验》等多项重要

的强制性国家标准，与现行相关法律、法规、规章及标准没有矛盾和冲突的地方。

3

9.重大分歧意见的处理经过和依据

本标准在起草过程中，无重大分歧意见。

10.标准性质的建议说明

本标准为汽车紧固连接螺栓轴力测试超声波压电陶瓷片法的测试标准，建议其性质为推荐性行业标准。

11.贯彻标准的要求和措施建议

无特殊要求。车辆企业可以结合自身使用需要，参照本标准的规定制定各自的企业产品标准。本标准可以作为

其它标准的重要引用标准，其它标准可根据各自对信息标识的需要，引用本标准的相应技术条款。

12.废止现行相关标准的建议

无。

13.其他应予说明的事项

无。

4

GB/TXXX—XXXX

原则，本标准对此进行了补充。同之处与创新性；

1、与1495的配套性（科学性、

ISO362-3中未列出awottest＜aurban这种情中国工况）；

增加了当awottest小于aurban时况时kp的计算公式，基于与国内汽车行2、识别1495与ISO362-1的不

5.5

部分功率系数的计算公式驶车外加速噪声测量方法相统一的原同之处与创新性；

则，本标准对此进行了补充。例：中国存在这种车型，试验中

遇到过这种情况；

基于与国内汽车行驶车外加速噪声测量

增加了车辆动态测试再现性

8.3.3方法相统一的原则，起草组对此条进行1、增加可操作性；

周期性要求

了修改。

增加内容：“如果汽车整备质量

mkerb已经超过汽车测试质量mt，

则不需加载。”

基于与国内汽车行驶车外加速噪声测量“加载质量的重心应尽可能靠近

修改了虚拟或实际汽车测试

9.4.2.1方法相统一的原则，起草组对此条进行后轴（后轴组）中心线。”

质量计算表

了修改。1、增加了N2、N3类汽车质量的

限定条件，增加可操作性；

2、减小了测量的不确定度；

3、与1495更加配套；

增加内容：“有些汽车可能装有

不同的变速器软件程序或常用行

驶模式（如运动模式、冬季模式

增加了有些汽车可能装有不和自适应模式等）。如果汽车采

ISO362-3中没有此部分内容，增加后

同的变速器软件程序或常用用不同的模式都能达到有效的加

9.5.1.3.1加速度选择更加明确，与现有国标噪声

行驶模式的情况下的加速度速度值，则汽车生产企业应说明

技术体系一致，起草组讨论后决定增加。

选择要求并验证，汽车在测量时所用模式

的加速度值最接近awotref。”

1、识别出汽车先进技术所带来的

试验条件的变化；

对于装备有手动变速器，自

动变速器，自适应变速器或

基于与国内汽车行驶车外加速噪声测量1、把修改后的标准内容写进编制

无级变速比（CVT）变速器等

9.5.1.3.2方法相统一的原则，起草组对此条进行说明，说明与1495的配套性及先

能够锁定传动比的设备进行

了修改。进性；

测量的汽车的挡位选择条件

进行了修改

基于与国内汽车行驶车外加速噪声测量

9.5.1.3.41495内容，增加方法相统一的原则，起草组对此条进行

了修改。

基于与国内汽车行驶车外加速噪声测量1、充分考虑当今测量技术的进

修改数据保留位数，与1495

9.6.2方法相统一的原则，起草组对此条进行步，对测量结果提出更高的要求，

保持一致

了修改。更加满足目前噪声测量的要求；

四、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

对汽车加速行驶车外噪声的室内、外通过噪声测量存在的差异性问题进行了研究，通过应用静音光

头轮胎及其附加声学装置最小化室内轮胎噪声从而获取室内情况下的动力总成和进排气噪声，自由滚动

11

GB/T17346—XXXX

A

A

附录A

（资料性）

测量方法框图

A.1测量方法框图

试验操作数据记录测量/三维构建

开始

按照6.1的要求进行车辆准备

构建X平面、Y平面、Z平面

记录加速踏板、制动踏板、离合

器踏板上表面轮廓、踏板两侧支将记录的踏板轮廓形成踏板中心线

将踏板置于自由状态位置

撑物表面、未受压地板表面及搁及中点

脚踏板的轮廓

测量4.3规定的各项尺寸

将踏板分别置于下述指定位置：

a）加速踏板置于最大行程位置，

b）制动踏板置于乘用车500N，

其他汽车700N的加载位置构建P平面

c）离合器踏板置于300N或达到

限位的加载位置，以踏板行程记录踏板上表面下边缘最低点

较小的加载力位置为准坐标将踏板轮廓、踏板中心线、6.2.7

测量的踵点、离合器踏板测量点、

加速踏板参考点、制动踏板参考点、

离合器踏板参考点踏板处于6.2.4

确定乘坐位置H点和实际靠背角记录的上表面下边缘最低点坐标投

影至Y平面上

根据H30计算出对应的鞋具平面

角（A47），并将H点测量装置记录踵点坐标

按照6.2.7调整将座椅R点Y坐标、加速踏板参考

点、离合踏板参考点、制动踏板参

考点、踏板处于6.2.3记录的自由

将H点测量装置按照6.2.8调整记录离合器踏板测量点坐标

状态时的轮廓投影至P平面上

移除H点测量装置脚和小腿总成

将P平面分别与车身支撑物表面、

未受压地板表面、搁脚踏板相交的