[發(fā)明專利]一種試樣表面殘余應(yīng)力的無損檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710566113.1
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107328860A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 項延訓(xùn);軒福貞;涂善東;劉長軍;李昀澤
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/24
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種超聲表面波聲速測量系統(tǒng)，包括一超聲測試裝置，該測試裝置分別與一個控制裝置和一示波器相連，其特征在于，所述超聲測試裝置向一探頭豎直向下的聚焦換能器供電，接收該聚焦換能器的超聲探頭的信號，并將所述信號發(fā)送給示波器，所述聚焦換能器下方還設(shè)有一試樣槽，所述試樣槽裝有液體，所述聚焦換能器的超聲探頭浸沒在所述液體中，一驅(qū)動機構(gòu)固定在所述試樣槽上，且與一聚焦換能器相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲表面波聲速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)由控制裝置控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲表面波聲速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置為單片機或PC，所述驅(qū)動機構(gòu)為步進電機、手動精密滑臺或傳動軸承。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲表面波聲速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)的步進精度為0.025mm到0.05mm；聚焦換能器的頻率為0.5MHz到50MHz。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲表面波聲速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)通過支架固定在所述試樣槽上，且通過夾具和緊固件與一聚焦換能器相連。

6.一種試樣表面殘余應(yīng)力的無損檢測方法，包括：

步驟S1，選擇材料制作沖擊試樣和與所述沖擊試樣同一母材的多個拉伸試樣；

步驟S2，采用楔塊法激發(fā)表面波測量所述拉伸試樣的表面波速度-應(yīng)力關(guān)系曲線；

步驟S3，用權(quán)利要求1所述的超聲表面波聲速測量系統(tǒng)測量所述沖擊試樣表面被測區(qū)域表面波的傳播速度；

步驟S4，根據(jù)所述沖擊試樣被測區(qū)域表面波的傳播速度對照所述表面波速度-應(yīng)力關(guān)系曲線，得到所述沖擊試樣被測區(qū)域的殘余應(yīng)力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的試樣表面殘余應(yīng)力的無損檢測方法，其特征在于，S31中，所述沖擊試樣被表面水平地放置在所述試樣槽中。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的試樣表面殘余應(yīng)力的無損檢測方法，其特征在于，步驟S3包括：

步驟S31，將所述沖擊試樣置于權(quán)利要求1所述試樣槽中，所述驅(qū)動機構(gòu)沿豎直方向移動聚焦換能器，聚焦換能器的超聲探頭接收移動不同距離時超聲波的信號幅值，得到所述超聲波信號幅值隨超聲探頭的移動距離的變化周期；

步驟S32，根據(jù)所述變化周期計算得到所述沖擊試樣被測區(qū)域表面波的傳播速度。

9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的試樣表面殘余應(yīng)力的無損檢測方法，其特征在于，所述沖擊試樣被測區(qū)域表面波的傳播速度可以通過下式計算：

vR=vc[1-(1-vc2fΔz)2]12,]]>

f是超聲波激勵頻率；Δz是所述聚焦換能器接收到的超聲波信號幅值隨超聲探頭的移動距離的變化周期；v_c是超聲波在所述試樣槽的液體中的傳播速度，v_R是超聲表面波在材料中的傳播速度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的試樣表面殘余應(yīng)力的無損檢測方法，其特征在于，S31中，所述沖擊試樣與聚焦換能器的間距為1mm-200mm，優(yōu)選采用55mm。