[發(fā)明專利]一種殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711305855.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN108225632A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐春廣;賀蕾;王秋濤;李培祿;盧鈺仁;潘勤學(xué);周世圓;肖定國(guó);郝娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/25
• 分類號(hào): G01L1/25;G01L5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，基于殘余應(yīng)力的非線性超聲檢測(cè)原理，殘余應(yīng)力大小將影響超聲二階系數(shù)β和三階系數(shù)δ分量的大小，并與之有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；對(duì)某種材料，在超聲非線性系數(shù)與接收信號(hào)基波幅值、諧波幅值之間的定量關(guān)系后，將超聲二階非線性系數(shù)和三階非線性系數(shù)組合為非線性超聲綜合參數(shù)來計(jì)算殘余應(yīng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其特征在于：殘余應(yīng)力大小將影響超聲二階系數(shù)β和三階系數(shù)δ分量的大小，并與之有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其特征在于：對(duì)某種材料，在超聲非線性系數(shù)與接收信號(hào)基波幅值、諧波幅值之間的定量關(guān)系后，將超聲二階非線性系數(shù)和三階非線性系數(shù)組合為非線性超聲綜合參數(shù)來計(jì)算殘余應(yīng)力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其檢測(cè)系統(tǒng)特征在于：殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)至少具有如下功能：頻率設(shè)置、超聲激勵(lì)電壓控制、高低通濾波、超聲接受增益控制、諧波分析算法、信號(hào)時(shí)間位置顯示和殘余應(yīng)力值的計(jì)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其檢測(cè)系統(tǒng)特征在于：材料構(gòu)件內(nèi)部殘余應(yīng)力是具有位置(或深度)、大小和方向的三維矢量，為滿足不同方向殘余應(yīng)力檢測(cè)的需要，殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)分為如下四種方式：殘余應(yīng)力非線性超聲波斜入射檢測(cè)方式、殘余應(yīng)力非線性超聲反射檢測(cè)方法、殘余應(yīng)力非線性超聲正透射檢測(cè)方法、任意角度殘余應(yīng)力非線性超聲斜透射檢測(cè)方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其殘余應(yīng)力非線性超聲波斜入射檢測(cè)特征在于：在被檢測(cè)構(gòu)件的一側(cè)表面，利用基頻發(fā)射縱波超聲換能器和2倍或3倍頻接收超聲換能器，在指定入射和接收角度產(chǎn)生或接收在表層內(nèi)沿表層傳播的縱波或表面波，可以獲得表層內(nèi)切向殘余應(yīng)力，檢測(cè)方法；通過改變檢測(cè)頻率而改變波長(zhǎng)以實(shí)現(xiàn)不同深度范圍內(nèi)的殘余應(yīng)力檢測(cè)，通過改變發(fā)射和接收換能器的間距以調(diào)節(jié)檢測(cè)范圍或靈敏度。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其殘余應(yīng)力非線性超聲反射檢測(cè)特征在于：在被檢測(cè)構(gòu)件的一側(cè)表面，利用垂直發(fā)射的基頻縱波超聲換能器和2倍或3倍頻接收超聲換能器，在構(gòu)件表面法向經(jīng)過耦合介質(zhì)產(chǎn)生或接收構(gòu)件內(nèi)部傳播的縱波，可以獲得構(gòu)件法向殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力非線性超聲反射檢測(cè)方法。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其殘余應(yīng)力非線性超聲正透射檢測(cè)特征在于：分別在被檢測(cè)構(gòu)件的兩側(cè)表面，利用基頻發(fā)射縱波超聲換能器和2或3倍頻接收超聲換能器，分別垂直放置在被測(cè)構(gòu)件的兩側(cè)而形成超聲透射檢測(cè)模式，垂直發(fā)射和接收透射超聲縱波，可以獲得構(gòu)件內(nèi)法向殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力非線性超聲正透射檢測(cè)方法。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的殘余應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)方法，其任意角度а方向上的殘余應(yīng)力非線性超聲斜透射檢測(cè)特征在于：分別在被檢測(cè)構(gòu)件的兩側(cè)表面，利用基頻發(fā)射縱波超聲換能器和2或3倍頻接收超聲換能器，分別按照設(shè)計(jì)的入射角度(а)放置發(fā)射探頭和接收探頭，在被測(cè)構(gòu)件的兩側(cè)面形成超聲斜透射檢測(cè)模式，斜入射超聲縱波和斜接收透射超聲縱波，可以獲得在α入射角度的折射角度方向上的殘余應(yīng)力數(shù)值，殘余應(yīng)力非線性超聲斜透射檢測(cè)方法。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲激勵(lì)電壓控制，其特征在于：非線性超聲檢測(cè)中激勵(lì)信號(hào)要求既具有較高的幅值(通常激勵(lì)電壓大于200V)和較高的頻率(通常頻率大于1MHz)，通常選取脈沖串作為激勵(lì)信號(hào)，通常脈沖串周期數(shù)量在5-15個(gè)之間。