[發明專利]一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法

在審

• 申請號: 201410089101.0
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103901106A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉彬
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：

（1）調節并固定超聲波脈沖發射接收儀激發臨界折射縱波的激發參數使得表征臨界折射縱波信號的激發能量不變，改變臨界折射縱波在激光熔覆層內的傳播距離，得到臨界折射縱波（時域信號）在激光熔覆層中的能量衰減曲線，臨界折射縱波在激光熔覆層中的傳播距離與信號幅值間呈明顯的冪函數，采用式（1）對臨界折射縱波在熔覆層中的衰減結果進行擬合得到含a、b具體數值的臨界折射縱波傳播距離與其接收信號峰值間關系式，確定最佳傳播距離作為臨界折射縱波發射探頭與接收探頭間距離；

y＝a·x^b????（1）；

式中：x：臨界折射縱波在熔覆層中的傳播距離，y：臨界折射縱波接收信號的峰值，a、b：與待評價熔覆層物理特性相關的常數；

（2）調整并固定臨界折射縱波發射探頭與接收探頭間距離恒定不變，保持探頭與熔覆層試樣接觸壓力為恒定值，調節臨界折射縱波進入熔覆層試樣的入射顯示時間為相同值，采用超聲波應力評價分析系統對各預期應力下的熔覆層試樣進行檢測，并記錄各檢測信號，定義基準信號與計算信號，計算各應力下熔覆層試樣臨界折射縱波接收信號間計算信號與基準信號的時間差并作為評價熔覆層試樣應力的特征參量，采用線性函數對熔覆層試樣應力與接收信號間時間差關系式進行擬合得到激光熔覆層應力評價公式，獲得該熔覆層試樣的聲彈性常數；

（3）將每個計算信號與基準信號的時間差值代入應力評價公式得到對應的應力值，取應力值的平均值，實現激光熔覆層應力的無損評價。

2.如權利要求1所述的一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：步驟（1）中，基于臨界折射縱波在熔覆層中的能量衰減測試結果，采用式（1）冪函數對其進行擬合，以臨界折射縱波接收信號幅值降為信號最大值的60%時對應的臨界折射縱波在熔覆層中的傳播距離作為發射探頭與接收探頭間距離。

3.如權利要求1所述的一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：所述的基準信號為不施加應力的時候的臨界折射縱波信號，施加其他不同應力下的熔覆層的臨界折射縱波信號為都認為是計算信號；以基準信號與計算信號間時間差表征應力改變引起臨界折射縱波在熔覆層中傳播速度的改變量。

4.如權利要求1所述的一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：所述熔覆層試樣應力與接收信號間時間差關系式為t=kσ+c，其中，t：信號間時間差；σ：應力；c：常數。

5.如權利要求1所述的一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：步驟（2）中，通過超聲波應力評價分析系統的臨界折射縱波探頭固定裝置保持臨界折射縱波發射探頭與接收探頭間距離及臨界折射縱波探頭與熔覆層試樣接觸壓力恒定不變。

6.如權利要求1所述的一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：所述激光熔覆層試樣評價前，應進行去應力退火處理獲得無初始應力的熔覆層試樣，作為標定試樣進行聲彈性常數標定試驗。

7.如權利要求1所述的一種基于臨界折射縱波的熔覆層應力無損評價方法，其特征在于：所述超聲波應力評價分析系統包括超聲波脈沖發射接收儀、數據采集設備、數字示波器；信號分析系統、臨界折射縱波探頭固定裝置和雙臨界折射縱波發射和接收探頭，超聲波脈沖發射接收儀、數據采集設備、數字示波器、信號分析系統依次用儀器轉換連接線連接，超聲波脈沖發射接收儀分別通過儀器轉換連接線與雙臨界折射縱波發射和接收探頭連接，雙臨界折射縱波發射和接收探頭采用臨界折射縱波探頭固定裝置固定在熔覆層試樣表面。