基于臨界折射縱波平面應(yīng)力場測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、焊接殘余應(yīng)力對構(gòu)件的安全可靠運行產(chǎn)生非常大的影響,如能高效,無損,精準的測量出焊接結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力,對焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計,改善服役狀態(tài)下的物理性能,提高運行使用壽命等具有重要的意義。對比眾多的焊接殘余應(yīng)力的測量方法,超聲波法具有高效,無損,便捷等優(yōu)勢,具有巨大的應(yīng)用潛力。
　　超聲波中的臨界折射縱波(LCR波)波速對應(yīng)力的變化反應(yīng)比較敏感,是超聲波法測應(yīng)力主要應(yīng)用的波形之一,以前的研究者應(yīng)用LCR波測應(yīng)力時,忽略與超聲波傳播方向垂直的應(yīng)

2、力對波速的影響,結(jié)果使測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。為了實現(xiàn)二維平面應(yīng)力場的焊接結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的測量,同時考慮與超聲波傳播方向非平行方向的應(yīng)力對波速的影響。本文提出了平面應(yīng)力場的聲彈性方程組以及應(yīng)用三向相間45度角的平面應(yīng)力場應(yīng)力測量方法,通過求解聲彈性方程組來計算出平面應(yīng)力場中主應(yīng)力的大小和方向。
　　搭建了基于LCR波平面殘余應(yīng)力場測量系統(tǒng),設(shè)計專門用于本測量系統(tǒng)的超聲波探頭夾具,提高了測量精度。標定了7N01鋁合金名義聲彈性系數(shù)K1 K2

3、,并對7N01鋁合金平板對接結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力進行了測量,并用靜應(yīng)力場結(jié)合盲孔法進行了驗證,兩種方法測量結(jié)果趨勢基本相同,測量系統(tǒng)的測量結(jié)果準確可靠,同時分析了誤差產(chǎn)生的原因。
　　使用Labview軟件編寫測量系統(tǒng)支持程序,實現(xiàn)了測量過程的實時測控,測量數(shù)據(jù)的合理處理,測量結(jié)果的實時輸出,保存,使測量過程方便快捷。對閥值參數(shù)的選擇進行了穩(wěn)定性模擬試驗,發(fā)現(xiàn)閥值選擇為零的時候,測量數(shù)據(jù)波動性最小,穩(wěn)定性最高。
　　對高速列車