基于超声表面波的界面力学特性在线检测技术研究

发布时间：2021-01-30 02:01

　　机械关键零部件在满足强度、刚度设计要求的同时必须注重轻量化设计,因此界面力学特性的在线检测技术对于节能减排、提高装备的可靠性和使用寿命具有重要意义。而基于超声表面波声弹性效应的应力表征方法为解决结构近表面的应力无损检测提供了新的途径。本文探讨了超声表面波声弹性应力检测中的关键问题,研究了工程中常用的Q235钢的超声表面波声弹性效应,针对其声弹性系数标定过程中出现的非线性现象,提出了界面局部塑性假设,并考虑了实验过程中的温变条件,研究了温度与超声表面波传播速度之间的关系,提出了表面波声弹性效应受温度影响的解决方法。重新标定了非线性声弹性公式,从而将表面波声弹性法引入到结构应力检测领域。主要研究内容概括为:1)研究搭建了超声表面波声弹性研究实验平台。系统主要由超声脉冲发生仪、示波器、表面波探头、计算机组成。研究了优化的超声表面波探头的组合布置形式,使用基于虚拟仪器技术的超声波信号采集与分析软件,实现了超声波信号的自动采集和存储,降低了手动采集所产生的误差,应用数字相关计算方法,实现了超声波传播时间差的精确计算。2)研究了表面波声弹性效应的非线性现象。采用理论模拟和实验两种手段深入研究了常用... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

四种不同粗糙度模型表层应力云图

55(c) Ra3.2 弹塑性分析 (d) Ra6.3 弹塑性分析图 4-16 四种不同粗糙度模型表层弹塑性分析结果Figure 4-16 Analysis results of elastoplasticity of four different surfaces从弹塑性分析结果图中可以看出，不同模拟表面的应力集中部位，其 PEE值均大于零，即模型出现塑性的变化，因此，本模拟过程初步证明了塑性变设的正确性，即标定声弹性系数实验中出现非线性现象，其原因之一就是因生了塑性的变化。另外，从分析出来的结果也可以总结出，表层的粗糙度数带动 PEEQ 数值及塑性的改变量一起升或降，也为前文提及的不打磨而进行实验导致非线性更加严重的现象提供了合理的解释。接下来将对实验测得的粗糙表面进行弹塑性分析，从而使得证明更加有说服力。

硕士学位论文上一节通过对四种不同粗糙度模拟表面进行了弹塑性分析，初步验证了确性。为了使分析结果更有说服力，本节通过实验测得试件的真实表面，然后对真实表层面板进行处理分析，从而更加有力地证明塑性变形假性。.1 真实粗糙表面测量数据处理试件 Q235 钢的真实表面轮廓数据通过触针式轮廓仪测得，机械触针在下滑动于被测件表面，这样便能够随着金属的表面同步起伏，然后将感貌转为数据形式传给计算机，进行后续的处理分析。测量长度为 50000点数为 50001 个点，间隔 1μm。实验测得的轮廓算数平均偏差 Ra 为 1.92存储为 Excel 格式，使用 MATLAB 读取 Excel 中的数据形成初步的表图 4-17 所示。6 真实粗糙表面的弹塑性分析(Elastoplastic Analysis of Augh Surface)


本文编号：3008019