[發(fā)明專(zhuān)利]一種接觸剛度的高精度超聲檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310551850.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103616436A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪軍;杜飛;李寶童;許穎;羅增
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超聲檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超聲檢測(cè)方法，尤其是一種接觸剛度的高精度超聲檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

機(jī)械裝備結(jié)合面剛度對(duì)設(shè)備的靜、動(dòng)態(tài)特性有重要影響，因此隨著高端裝備制造過(guò)程的日益精量化，接觸剛度檢測(cè)日益受到重視。超聲波被廣泛的應(yīng)用于接觸剛度檢測(cè)，其可以適用于多種工業(yè)中常用的結(jié)合面。目前的接觸剛度超聲檢測(cè)方法，通過(guò)檢測(cè)超聲體波在結(jié)合面處反射波與入射波的比值，即超聲波反射率，然后將超聲反射率帶入結(jié)合面的聲學(xué)模型計(jì)算得到接觸剛度(見(jiàn)文獻(xiàn)B.W.Drinkwater,R.S.Dwyer-Joyce,P.Cawley,A?study?of?the?interaction?between?ultrasound?and?a?partially?contacting?solid-solid?interface,Proc.R.Soc.Lond.A452(1996)2613-2628.)。但是上述方法由于結(jié)合面聲學(xué)模型并不準(zhǔn)確，導(dǎo)致接觸剛度檢測(cè)結(jié)果誤差過(guò)大（見(jiàn)已授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利，題為：一種完全計(jì)及塑性影響的大接觸界面法向剛度測(cè)量方法，申請(qǐng)?zhí)枺?011100213377）。過(guò)大的測(cè)量誤差導(dǎo)致超聲波檢測(cè)方法只能用于接觸剛度定性的評(píng)估而不能用于定量的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種接觸剛度的高精度超聲檢測(cè)方法，其能夠大幅提高檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)接觸剛度的準(zhǔn)確檢測(cè)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

這種接觸剛度的高精度超聲檢測(cè)方法，包括以下步驟：

1）采用寬頻帶超聲波探頭檢測(cè)接觸區(qū)域，并計(jì)算兩個(gè)以上頻率下超聲反射率；

2）將超聲反射率及對(duì)應(yīng)的頻率帶入如下結(jié)合面聲學(xué)模型計(jì)算：

|R|2=Z2(ω2λ2+1)Z2ω2λ2+(2kλ-Z)2]]>

其中，R為超聲反射率幅值；ω為R對(duì)應(yīng)的超聲波角頻率；k為所求的接觸剛度；λ為松弛時(shí)間，為未知數(shù)；Z為的材料的聲阻抗，材料聲阻抗為已知；將兩個(gè)不同的超聲反射率及對(duì)應(yīng)的角頻率帶入上述公式求解，取兩個(gè)解中絕對(duì)值小的解；

4）將計(jì)算得到的k帶入下面的修正公式：

kn=k·(1+μ)(1-2μ)1-μ]]>

其中，μ為結(jié)合面基體材料的泊松比；k_n即為所求的接觸剛度。

進(jìn)一步，上述步驟1）中，所述超聲反射率按照以下步驟得到：

（1）采用45號(hào)鋼作為試件，上下試件表面粗糙度均為Ra0.5，實(shí)驗(yàn)前用丙酮擦拭試件；