To ensure high assembly quality of components, a proper clamping force in bolted joints is essential. The existing tightening technology rely on torque and angle; however, this thesis proposes a method for obtaining the clamping force of a bolted joint based on measuring the natural frequencies. This process is comparable to the process of tuning a guitar string. By measuring the natural frequencies, the guitar string can be tuned to the desired sound. By using this principle, a bolt in a bolted joint could be tightened to a desired clamping force. This thesis investigates whether the natural frequencies of a bolted joint could be related to the desired clamping force. A contact method and a non-contact method are suggested for measuring vibrations of a bolted joint and thus acquiring the natural frequencies. The contact method involves the usage of an acceleration sensor that has direct contact with the bolted joint and the non-contact method involves the usage of a microphone sensor that requires no contact with the bolted joint. By simulating a bolt and a bolted joint and conducting modal analysis, the theoretical natural frequencies were obtained as an additional measure to validate the contact and non-contact methods. The models showed high accuracy as the theoretical natural frequencies compared well to the natural frequencies obtained by implementing the two methods. By conducting experiments, the feasibility of the contact and non-contact methods was evaluated and compared in terms of precision. The results showed high precision for both methods and indicated that the methods perform equally well for the purpose of determining the natural frequencies of a bolted joint. This methodology may be promising for further development of existing tightening technology and future tightening tools.
För att säkerställa att montering av komponenter håller hög kvalité är det viktigt att rätt klämkraft råder i skruvförbandet. Dagens åtdragningsteknik baseras främst på vridmoment och vinkel. I denna avhandling föreslås en metod för att bestämma klämkraften i ett skruvförband som baseras på mätning av de naturliga frekvenserna. Denna process är jämförbar med processen att stämma en gitarrsträng. Genom att mäta de naturliga frekvenserna kan gitarrsträngen stämmas till önskat ljud. Med hjälp av denna princip kan en skruv i ett skruvförband dras åt till en önskad klämkraft. I denna avhandling undersöks huruvida vibrationerna i ett skruvförband kan relateras till den önskade klämkraften. En kontaktmetod och en kontaktlös metod föreslås för att mäta vibrationer i ett skruvförband och på så vis få fram de naturliga frekvenserna. Kontaktmetoden innebär att man använder en accelerationssensor som har direkt kontakt med skruvförbandet och den kontaktlösa metoden innebär att man använder en mikrofon som inte behöver ha kontakt med skruvförbandet. Genom att simulera en skruv och ett skruvförband samt genomföra en modalanalys erhölls de teoretiska naturliga frekvenserna som ett ytterligare mått för att validera kontaktmetoden och den kontaktlösa metoden. Modellerna påvisade hög noggrannhet eftersom de teoretiska naturliga frekvenserna överensstämde väl med de naturliga frekvenserna som erhölls genom att tillämpa de två metoderna. Genom att utföra experiment utvärderades och jämfördes genomförbarheten av både kontaktmetoden och den kontaktlösa metoden med avseende på precision. Resultaten visade hög precision för båda metoderna och att metoderna fungerar lika bra när det gäller att bestämma de naturliga frekvenserna i ett skruvförband. Denna metod kan vara lovande för vidareutveckling av befintlig åtdragningsteknik och framtida åtdragningsverktyg.