[發明專利]一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置

在審

• 申請號: 202010414243.5
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111505125A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 張毅;賈朋;薛世峰;葉貴根;孫峰;朱秀星
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/22
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 馬金華

一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置，包括：底板、設于底板兩側的左側板和右側板、設于左側板和右側板之間的兩根光滑圓桿及第一螺桿和第二螺桿、左滑塊、右滑塊、超聲波發射探頭、超聲波接收探頭，所述第一螺桿一端穿過左側板后連接一左搖輪，第二螺桿的一端穿過右側板后連接一右搖輪，所述左滑塊、右滑塊依次套設于兩根光滑圓桿上，所述左滑塊穿過第二螺桿后與第一螺桿螺紋連接，右滑塊穿過第一螺桿后與第二螺桿螺紋連接，所述左滑塊上豎向設有第一圓桿，該第一圓桿與超聲波發射探頭連接，所述右滑塊上豎向設有第二圓桿，所述第二圓桿與超聲波接收探頭連接。該測試裝置解決了現有技術無法快速、準確測試圓柱結構等曲面各向異性的問題。

【技術領域】

本發明涉及超聲波測試及實驗力學領域，具體涉及一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置。

【背景技術】

圓柱結構或圓棒在工程中應用廣泛，如土木工程中的橋墩，石油工程中的抽油桿等。各向異性是指材料的全部或部分化學、物理等性質隨著方向的改變而有所變化，在不同的方向上呈現出差異的性質。由于各向異性材料的彈性常數隨方向而變化，也增加了理論分析的復雜性。塊狀結構或塊狀試樣的各向異性測試比較簡單，通過單軸壓縮實驗即可實現，而如圖1所示的圓柱結構試樣由于是曲面，欲測試徑向(方向1)和軸向(方向2)的各向異性，無法采用傳統的單軸壓縮實驗來測量各向異性。超聲波測試廣泛用于材料性能測試，但圓柱結構是曲面，超聲波探頭的安裝需要額外的曲面裝置，并且發射探頭和接收探頭難以保持對中，影響測試結果。

【發明內容】

為了解決上述問題，本發明提供一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置，可以快速、準確測試圓柱結構的各向異性從而解決了上述問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，提供一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置，包括：底板、對稱設于底板兩側的左側板和右側板、平行設于左側板和右側板之間的兩根光滑圓桿以及第一螺桿和第二螺桿、左滑塊、右滑塊、超聲波發射探頭、超聲波接收探頭，所述第一螺桿、第二螺桿設于兩根光滑圓桿之間，且該第一螺桿與第二螺桿兩端分別通過軸承設于左側板和右側板上，所述第一螺桿一端穿過左側板后連接一左搖輪，所述第二螺桿的一端穿過右側板后連接一右搖輪，所述左滑塊、右滑塊依次套設于兩根光滑圓桿上，所述左滑塊穿過第二螺桿后與第一螺桿螺紋連接，所述右滑塊穿過第一螺桿后與第二螺桿螺紋連接，所述左滑塊上豎向設有第一圓桿，該第一圓桿遠離左滑塊的一端與超聲波發射探頭連接，所述右滑塊上豎向設有第二圓桿，所述第二圓桿遠離右滑塊的一端與超聲波接收探頭連接。

特別的，所述超聲波發射探頭與超聲波接收探頭分別設為45°楔塊。

特別的，所述底板、左側板、右側板分別采用鋁合金制作而成。

本發明提供一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置，具有以下優點:

1、測試誤差小、可重復性好：克服了傳統超聲波檢測信號發射探頭和接收探頭不易對中的問題，避免了因探頭不對中引起的測試誤差，大大提高了測試結果的可重復性，同時節省了超聲波探頭安裝時間，簡化了測試流程，提高了測試效率；

2、結構簡單、成本低：通過簡易的鋁合金支架、光滑圓桿等簡單結構的組合快速、準確定位超聲波探頭位置，提高測試結果準確度、節省測試時間；

3、采用超聲波測試圓柱結構兩個方向的彈性常數及各向異性，是一種無損檢測技術，有利于無損檢測技術的發展。

【附圖說明】

圖1為一圓柱試樣的結構示意圖；

圖2為本發明一種基于超聲波的圓柱結構各向異性測試裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下通過具體實施例對本發明進行詳細說明。