[發明專利]一種利用非線性效應評價固固界面接觸特性的方法有效

申請號：	201910812907.0	申請日：	2019-08-30
公開（公告）號：	CN110455919B	公開（公告）日：	2022-06-17
發明（設計）人：	韓慶邦;錢昕彤;仲曉敏;殷澄;姜學平	申請（專利權）人：	河海大學常州校區
主分類號：	G01N29/04	分類號：	G01N29/04;G01N29/12;G01N29/44;G01N29/46;G01N29/48;G06F17/13;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
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地址：	213000 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用非線性效應評價界面接觸特性方法
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【說明書】：

本發明公開一種利用非線性效應評價固固界面接觸特性的方法，包括以下步驟：S01，建立各向同性固固粘接界面模型；S02，利用微擾法推導出反射波和透射波的表達式；S03，定義四個非線性參數以評價固固粘接界面的接觸特性；S04，繪制四個非線性參數隨接觸應力變化的曲線；S05，利用超聲信號發生器選擇合適頻率的激勵信號混疊；S06，將采集到的信號通過快速傅里葉變換，得到相應的頻譜圖像的，測量得到試件在不同壓力下的非線性參數；S07，通過對比理論值與實際值，分析得到非線性參數與試件粘接強度存在單調關系。本發明提供的一種利用非線性效應評價固固界面接觸特性的方法，能夠更好地評價粘接件界面的粘接強度及接觸情況，更為有效地對粘接件進行質量監測和維護。

技術領域

本發明涉及一種利用非線性效應評價固固界面接觸特性的方法，屬于超聲檢測及分析技術領域。

背景技術

粘接是一種把材料連接在一起而形成組件的方法，粘接組件具有無應力集中、耐疲勞性能好、結構輕、可避免金屬連接發生電化學反應、可連接形狀復雜的物體等一系列優點，在航空航天、電子、醫療器械、木材、建筑等行業得到了廣泛、大量的應用。

然而在粘接件的生產過程中，不可避免地在粘接劑內部或粘接界面形成各種微缺陷。受其形成工藝和工作環境的影響，金屬材料及其粘接結構容易出現多種早期力學性能退化的缺陷。在一些非常重要的場合，如果不能查找出存在問題的粘接組件并及時更換，將會造成無法挽回的后果。所以對粘接件的無損檢測、粘接強度的預測一直是迫切需要解決的實際問題。

超聲波是解決界面粘接評價問題的一個重要手段。傳統的線性超聲波探傷技術主要基于聲波傳播過程中產生的線性參數，對材料中的缺陷進行探傷。然而，在實際應用中探測信號需要先減低噪聲的非線性干擾，同時超聲波經過缺陷時會發生嚴重衰減，這使得線性參量變化不明顯，直接導致探傷效果不是非常理想。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的缺陷，提供一種能夠更好地評價粘接件界面的粘接強度及接觸情況，更為有效地對粘接件進行質量監測和維護的利用非線性效應評價固固界面接觸特性的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種利用非線性效應評價固固界面接觸特性的方法，包括以下步驟：

S01，建立各向同性固固粘接界面模型，給出縱波運動方程以及應力位移關系；

S02，根據混疊入射波束的非線性波動方程及固固界面邊界條件利用微擾法推導出反射波和透射波的表達式；

S03，分析得到混疊波束入射于固固粘接界面存在非線性效應，結合界面線性剛度和接觸應力的冪律關系，定義四個非線性參數以評價固固粘接界面的接觸特性；

S04，根據數值計算結果繪制不同頻率波束混疊的情況下，四個非線性參數隨接觸應力變化的曲線；

S05，利用超聲信號發生器選擇合適頻率的激勵信號混疊，通過超聲波探頭在被測試件上激發，然后在被測試件另一側用另一超聲波探頭接收采集信號，并通過信號采集器可視化采集信號；

S06，將采集到的信號通過快速傅里葉變換，得到相應的頻譜圖像，基于S03的理論基礎，測量得到試件在不同壓力下的非線性參數；

S07，通過對比理論值與實際值，分析得到非線性參數與試件粘接強度存在單調關系。