[發明專利]氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法

有效

• 申請號: 201610111236.1
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105698988B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 劉彬;繆文炳;吳緒磊;李瑞峰;王鳳江
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01L1/25
• 分類號: G01L1/25;G01L5/00
• 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

1.一種氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法，步驟如下：

步驟一，選擇厚度大于3.0mm的金屬材料，以臨界折射縱波接收信號幅值為評價參數，選取臨界折射縱波中心頻率及其在金屬材料試樣中的最佳傳播距離，作為一發一收模式雙臨界折射縱波探頭的制作參數；

步驟二，在金屬材料試樣一側加工寬度恒定、深度不同的規則矩形槽，固定臨界折射縱波激發參數不變，調節探頭激發模式，依次采集通過深度由小到大的矩形槽的臨界折射縱波，直至臨界折射縱波接收信號消失，記錄對應的矩形槽深度；

步驟三，在金屬材料試樣一側加工深度恒定，直徑不同的盲孔模擬金屬材料內部氣孔；確定盲孔深度、中心間距及與試樣寬度邊緣的間距；

步驟四，將預制盲孔的非標準靜載拉伸試樣豎直加持于靜載拉伸試驗機，依據金屬材料力學性能設定相應的加載程序，安裝臨界折射縱波探頭加持裝置，調節臨界折射縱波探頭與金屬材料試樣間耦合狀態，獲得穩定的臨界折射縱波；

步驟五，緩慢加載，采集不同應力時各直徑盲孔處金屬材料試樣的臨界折射縱波，定義臨界折射縱波參考信號與計算信號，獲得各應力對應的臨界折射縱波傳播時間差，建立臨界折射縱波傳播時間差與應力間關系曲線；

步驟六，采用線性函數擬合對臨界折射縱波傳播時間差與應力結果進行擬合得到臨界折射縱波聲彈性系數，建立臨界折射縱波聲彈性系數與盲孔直徑間對應關系；所述的線性函數見式(Ⅰ)：

Δt＝k﹒σ式(Ⅰ)；

其中Δt為臨界折射縱波計算信號與參考信號間時間差，單位為ns，σ為金屬材料加載應力，單位為MPa；

步驟七，采用冪函數對臨界折射縱波聲彈性系數與盲孔直徑進行擬合，得到用于氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正公式；

所述的冪函數見式(Ⅲ)

k＝a·D^b式(Ⅲ)

其中，k為臨界折射縱波聲彈性系數(ns/MPa)，D為盲孔直徑，單位為mm，a與b為常數。

2.根據權利要求1所述的氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法，其特征在于步驟一中，所述的金屬材料不包含衰減明顯的金屬材料；所述的臨界折射縱波中心頻率在1.0～10MHz之間；在所述的傳播距離內，臨界折射縱波信號幅值不小于其最大值的10％。

3.根據權利要求1所述的氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法，其特征在于步驟二中，所述的規則矩形槽的寬度大于臨界折射縱波在實驗材料中的波長。

4.根據權利要求1所述的氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法，其特征在于步驟三中，其中，盲孔中心間距不小于相鄰盲孔直徑和的3倍，與試樣寬度邊緣的間距不小于盲孔直徑最大值的6倍；盲孔深度與臨界折射縱波全反射對應的矩形槽深度相同。

5.根據權利要求1所述的氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法，其特征在于步驟四中，所述加載程序的最大載荷不超過試樣的屈服強度。

6.根據權利要求1所述的氣孔直徑影響臨界折射縱波評價金屬材料應力的修正方法，其特征在于步驟五中，所述的緩慢加載是加載速率不超過1kN/s。