一種基于臨界折射縱波的切向應(yīng)力檢測實(shí)驗系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、作為近年來發(fā)展較快的一種檢測技術(shù)，超聲檢測以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用性在無損檢測領(lǐng)域中占據(jù)著重要地位。在依據(jù)聲波與材料參數(shù)或力學(xué)量之間的各種關(guān)系形成的各種聲測技術(shù)中，基于聲彈性理論的體波法、表面波法等常規(guī)應(yīng)力測量手段存在著各自的不足之處，這種局限性與采用的超聲波類型是有密切聯(lián)系的，即超聲波的傳播特性決定著能夠測量的應(yīng)力類型和檢測時的準(zhǔn)確性。 臨界折射縱波(Critically Refracted Longitudinal，LCR

2、)是縱波以第一臨界角在分界面入射時形成的復(fù)合超聲波。作為一種特殊的超聲縱波，LCR波不僅具有縱波的某些傳播特性，其產(chǎn)生機(jī)理的特殊性還使得從被測物體表面檢測物體內(nèi)部的切向應(yīng)力成為了可能。 在應(yīng)力測量過程中，換能器的驅(qū)動方式直接影響著聲波信號的特性。本文采用高性能的AVR單片機(jī)結(jié)合直流升壓電路共同產(chǎn)生的高壓尖脈沖來驅(qū)動超聲探頭，這樣既能激勵出符合要求的LCR波信號，又簡化了電路結(jié)構(gòu)。 聲彈性理論揭示出聲速和應(yīng)力之間的關(guān)系，因

3、此如何精確的計算固定距離上的聲傳播時間是測量的關(guān)鍵。針對應(yīng)力改變導(dǎo)致的傳播聲時的微量變化，實(shí)驗采用基于邏輯門絕對傳輸時間原理工作的“時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器”(TDC)來滿足高精度時間間隔測量要求。實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)的各個功能模塊被整合到一起，使得整體體積小型化，調(diào)試也更加方便。 實(shí)驗結(jié)果不僅很好的反映了被測試件中聲速和所加載應(yīng)力場之間的近似線性關(guān)系，也證明了本實(shí)驗系統(tǒng)的可行性，為開發(fā)實(shí)用檢測設(shè)備和儀器提供了有益的參考。本文最后提出了可能的