[發明專利]基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法

有效

• 申請號: 201710118738.1
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107063526B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李祚華;何京波;楊晨;滕軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G01L1/25
• 分類號: G01L1/25
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 孫偉

1.一種基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法，其特征在于：通過標定臨界折射縱波在鋼構件一組聲程上的應力-聲時差系數，采用單發雙收傳感器組檢測臨界折射縱波在在役鋼構件對應聲程上的傳播聲時，求解鋼構件的絕對應力，從而得到鋼構件絕對應力沿軸向的分布；所述單發雙收傳感器組包含一個發射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器；鋼構件的絕對應力采用以下公式計算得到：

其中，i為非負整數，j＝i+1，i表示鋼構件上從一端到另一端從0開始依次標記的測量點編號；

L_i和L_j為第一接收傳感器位置固定，第二接收傳感器分別在測量點i、測量點j時臨界折射縱波在兩個接收傳感器之間的傳播聲程，單位是mm；

σ_i-j為在役鋼構件從L_i段到L_j段的平均應力，單位是MPa；

B_i和B_j分別為臨界折射縱波在聲程為L_i和L_j時的應力-聲時差系數，單位是MPa/ns；

t_0,i和t_0,j分別為臨界折射縱波在復制鋼構件聲程為L_i和L_j時的傳播聲時，單位是ns；

t_i和t_j分別為臨界折射縱波在在役鋼構件聲程為L_i和L_j時的傳播聲時，單位是ns；

所述基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法包括以下步驟：

步驟S1：復制在役鋼構件，得到復制的鋼構件；

步驟S2：以復制的鋼構件為對象，固定發射傳感器和第一接收傳感器的位置，標定第二接收傳感器在不同測量點與其后一測量點時臨界折射縱波在不同聲程下的應力-聲時差系數；

步驟S3：以在役鋼構件為對象，固定發射傳感器和第一接收傳感器的位置，測定第二接收傳感器在不同測量點與其后一測量點時臨界折射縱波在不同聲程下的傳播聲時；

步驟S4：計算在役鋼構件不同測量點與其后一測量點對應聲程下的平均絕對應力；

步驟S5：通過所述在役鋼構件已測聲程的平均絕對應力計算未測聲程的絕對應力；

步驟S6：改變兩個接收傳感器的位置，重復上述過程，得到在役鋼構件其他聲程的絕對應力值；

步驟S7：繪制在役鋼構件沿軸向的絕對應力分布圖。

2.根據權利要求1所述的基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法，其特征在于：所述發射傳感器位于第一接收傳感器的一側，所述第二接收傳感器位于第一接收傳感器的另一側，所述第一接收傳感器與發射傳感器固定連接，所述第一接收傳感器、第二接收傳感器分別與游標卡尺的兩個外側量爪連接。

3.根據權利要求1所述的基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法，其特征在于：所述臨界折射縱波的傳播聲程采用單發雙收傳感器組測量，方法為：通過記錄兩個接收傳感器接觸和分離時游標卡尺讀數，測得第一接收傳感器和第二接收傳感器之間的距離L_y；第一接收傳感器的長度直接測量，記為L_g，則臨界折射縱波的傳播聲程為L＝L_y+L_g。

4.根據權利要求1所述的基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法，其特征在于：其采用的儀器包括：超聲波發生器、一個發射傳感器、兩個相同的接收傳感器、兩個信號放大器、示波器和PC機，所述兩個相同的接收傳感器分別與兩個信號放大器電連接，所述兩個信號放大器與示波器電連接，所述示波器與PC機連接。

5.根據權利要求4所述的基于臨界折射縱波的鋼構件絕對應力分布的檢測方法，其特征在于：所述超聲波發生器激發發射傳感器產生在鋼構件中傳播的臨界折射縱波信號，信號被兩個接收傳感器分別接收，兩個接收傳感器接收的信號分別經信號放大器放大后被示波器接收，兩個接收傳感器接收的信號的時間間隔即為臨界折射縱波在兩個接收傳感器之間的傳播聲時。