基于臨界折射縱波的殘余應(yīng)力檢測研究.pdf

1、材料表面和內(nèi)部的殘余應(yīng)力對構(gòu)件的可靠性和壽命有重要影響，定量無損檢測構(gòu)件內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)對指導(dǎo)其使用非常重要。目前檢測殘余應(yīng)力的方法有很多種，作為一種新的應(yīng)力檢測手段，超聲波檢測法以其獨特的優(yōu)越性，近年來得到了快速的發(fā)展。超聲波檢測殘余應(yīng)力基于聲彈性效應(yīng)，通過測定聲波的傳播速度，可以較好地反映出構(gòu)件的表面和內(nèi)部殘余應(yīng)力。另一方面，超聲波檢測法也可以應(yīng)用于測定構(gòu)件應(yīng)力的實用技術(shù)中。
　　 本文對超聲波臨界折射縱波的產(chǎn)生機理和

2、特性進行了理論研究，對現(xiàn)有的各種殘余應(yīng)力測量方法進行分析比較，在此基礎(chǔ)上對基于臨界折射縱波的超聲波應(yīng)力測量的基本原理進行了系統(tǒng)的研究，并推導(dǎo)出應(yīng)力改變量與應(yīng)力常數(shù)和聲時差之間的關(guān)系，同時對影響超聲波應(yīng)力測量精度的材料織構(gòu)、組織、溫度、工件表面狀態(tài)、耦合劑和耦合位置等影響因素分別進行了分析。
　　 建立了一套采用“一發(fā)兩收”模式的基于臨界折射縱波的超聲波應(yīng)力測量系統(tǒng)，用于軋輥表面殘余應(yīng)力的測量和分析。開發(fā)了一套超聲波應(yīng)力測量分析軟

3、件，對應(yīng)力常數(shù)進行標定以及對軋輥表面殘余應(yīng)力測量結(jié)果進行分析與比較。
　　 研制一套超聲應(yīng)力常數(shù)的標定裝置，對不同材質(zhì)的材料進行應(yīng)力常數(shù)標定。對5％Cr鋼和球墨鑄鐵二種材料的應(yīng)力常數(shù)進行了測定。臨界折射縱波在每種材料中傳播速度的變化量與材料中應(yīng)力的改變量具有線性關(guān)系，但不同材料的應(yīng)力常數(shù)存在一定的差別。研制了可對軋輥進行現(xiàn)場應(yīng)力測量的超聲波探頭裝置。該裝置與超聲波應(yīng)力測量系統(tǒng)配套使用，得到了較為理想的測量結(jié)果。
　　 對