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专利号: 2017102161158
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法,包括以下步骤:

S1、制作与待测曲面工件相同材料的零应力平板标定块进行超声波应力测试,改变临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播距离x并测出所述传播距离x对应的传播时间t0x,得到传播距离x与临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t0x的关系数据库并拟合出二者的函数曲线t0x=M(x);

S2、在零应力平板标定块上施加应力σ进行超声波应力测试;改变临界折射纵波在σ应力状态下的平板标定块中的传播距离x并测出所述传播距离x对应的传播时间tx,进一步根据步骤S1得到的传播距离x对应的临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t0x得到所述传播距离x对应的临界折射纵波在σ应力状态和零应力状态下的传播时间差Δtx=tx-t0x;然后,通过施加的应力σ和传播时间差Δtx计算出所述传播距离x对应的名义声弹性系数Kx,得到传播距离x与名义声弹性系数Kx的关系数据库并拟合出二者的函数曲线Kx=F(x);

S3、制作与待测曲面工件表面配合的曲面耦合楔块,并使用所述曲面耦合楔块进行超声波应力测试,测出临界折射纵波在待测曲面工件中的传播时间t;

S4、测量临界折射纵波在待测曲面工件上中的传播距离a;

S5、根据步骤S1得到的传播距离x与临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t0x的函数曲线t0x=M(x)得出传播距离a对应的零应力状态下的传播时间t0a;根据步骤S2得到的传播距离x与名义声弹性系数Kx的函数曲线Kx=F(x)得出传播距离a对应的名义声弹性系数Ka;然后通过公式σ=K(t-t0)=Ka(t-t0a)=F(a)·(t-M(a))计算出待测曲面工件的残余应力值σ;

所述步骤S1中至少测出7组临界折射纵波在零应力平板标定块中传播距离x以及所述

传播距离x对应的传播时间t0x用于建立关系数据库并拟合函数曲线t0x=M(x);

所述步骤S2中至少测出7组临界折射纵波在σ应力状态下平板标定块中的传播距离x以及所述传播距离x对应的名义声弹性系数Kx用于建立关系数据库并拟合函数曲线Kx=F(x)。

2.根据权利要求1所述的一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法,其特征在于:所述步骤S1、S2中进行超声波应力测试时所用的耦合楔块与步骤S3中的曲面耦合楔块是由同一种有机玻璃制作得到的。

3.根据权利要求1所述的一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法,其特征在于:所述步骤S2中至少在零应力平板标定块上施加6组不同的应力进行超声波应力测试,分别为σ1、σ2、σ3、σ4、σ5、σ6,在每个传播距离x下,可测得6组应力分别对应的传播时间差Δt1、Δt2、Δt3、Δt4、Δt5、Δt6,然后通过拟合所述6组传播时间差和6组应力的关系,得到所述传播距离x对应的名义声弹性系数Kx。

4.根据权利要求1所述的一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法,其特征在于:所述步骤S4中测量临界折射纵波在待测曲面工件上中的传播距离a的具体方法是:在超声波应力测试时记录临界折射纵波在待测曲面工件上的入射点与出射点,测试结束后,测量临界折射纵波在待测曲面工件上入射点与出射点之间的直线距离即为临界折射纵波在待测曲面工件上中的传播距离a。