基于臨界折射縱波的殘余應力檢測研究.pdf

1、材料表面和內部的殘余應力對構件的可靠性和壽命有重要影響，定量無損檢測構件內部殘余應力的分布狀態(tài)對指導其使用非常重要。目前檢測殘余應力的方法有很多種，作為一種新的應力檢測手段，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。超聲波檢測殘余應力基于聲彈性效應，通過測定聲波的傳播速度，可以較好地反映出構件的表面和內部殘余應力。另一方面，超聲波檢測法也可以應用于測定構件應力的實用技術中。
　　 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)有的各種殘余應力測量方法進行分析比較，在此基礎上對基于臨界折射縱波的超聲波應力測量的基本原理進行了系統(tǒng)的研究，并推導出應力改變量與應力常數(shù)和聲時差之間的關系，同時對影響超聲波應力測量精度的材料織構、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力測量系統(tǒng)，用于軋輥表面殘余應力的測量和分析。開發(fā)了一套超聲波應力測量分析軟

3、件，對應力常數(shù)進行標定以及對軋輥表面殘余應力測量結果進行分析與比較。
　　 研制一套超聲應力常數(shù)的標定裝置，對不同材質的材料進行應力常數(shù)標定。對5％Cr鋼和球墨鑄鐵二種材料的應力常數(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力的改變量具有線性關系，但不同材料的應力常數(shù)存在一定的差別。研制了可對軋輥進行現(xiàn)場應力測量的超聲波探頭裝置。該裝置與超聲波應力測量系統(tǒng)配套使用，得到了較為理想的測量結果。
　　 對