基于超声和图像的法向刚度测量方法分析

发布时间：2019-12-03 20:59

【摘要】：工程应用中接触界面法向刚度的检测一般采用超声法和图像法,但是采用不同检测方法对结果的影响并未深入研究。设计并搭建了一套能同时进行接触界面法向刚度超声和图像测量的实验平台,实验结果表明图像法检测刚度结果低于超声法,更接近于仿真结果。从实验原理上分析了不同检测方法对结果的影响,更深入地分析了接触界面测量机理,为工程应用中结合实际工况选用合适的检测方法提供参考。
【图文】：

1法向界面接触刚度测量原理1．1超声法测量原理超声波从一种介质垂直进入另一种不同材料的介质的时候，会发生不同程度的界面反射［14］。反射波的振幅与入射波的振幅比，被定义为反射率Ｒ。图1超声弹簧模型Fig．1Ultrasonicspringmodel当两个粗糙面对压时，超声反射率Ｒ取决于单位面积的接触刚度和材料声阻抗。超声激励在接触界面处产生埃米级的振动并反映到反射波中。BAIK等［15］给出了此种情况的超声反射率计算公式Ｒ12=Z1－Z2+iω(Z1Z2/K)Z1+Z2+iω(Z1Z2/K)(1)式中:w是超声波频率，K为法向接触刚度，Z为材料的声阻抗。当上下接触体为同种材料时，，由式(1)得到简化的反射率计算公式如下:Ｒ=11+2Kω()i醃(2)由此可得到表面接触刚度的计算公式:K=Zω21Ｒ2－i

本文编号：2569315