金属应力对临界折射波的传播方式研究

超声临界折射波在有切向应力钢板中传播时,其传播特性会发生变化,为确定超声临界折射波在钢板检测的存在性。搭建实验平台,采用一发一收式接收形式,改变探头间距离,验证了在钢板受拉/压应力作用下,临界折射波的存在情况。

均匀介质包围的固体圆柱中的临界折射纵横波

本文对各向同性弹性固体地层包围的固体圆柱中点源激发的声波场中临界折射波进行了理论求解和证明。数值分析了在不同参数条件下与柱外介质纵、横波支点对应的临界折射纵、横波的激发特性和衰减特性。同时又计算了纵、横波支点割线积分对应的时域波形。

四通道差分式超声应力检测仪的设计与实现

金属构件在加工和服役过程中产生的残余应力会使其产生形变或应力疲劳,严重危害关键结构的安全性。现有超声应力检测技术存在温度耦合效应大且无法检测不同深度应力等问题,基于临界折射纵波的声弹性原理,设计并研制了四通道差分式超声应力检测仪。该仪器基于现场可编程门阵列(FPGA)设计,由超声发射电路、接收电路、信号处理电路和操作软件等部分组成。配合定制的组合式超声激励探头与双宽带接收探头,可以实现4个不同频率的超声临界折射纵波应力同步测量,有效地避免了温度耦合和不同频率探头声学耦合的问题。通过标准拉伸试验对铝合金和钛合金试样进行了应力测量,表明该仪器可以满足四通道应力测量。

LCR超声波应力仪的研制

分析超声波检测残余应力的基本机理,应用临界角折射法解决了应力检测中声速测量的关键难题。采用单片机结合CPLD驱动换能器,同时在信号处理中以双通道区分信号,提高了测量精度。通过CPLD外接高频振荡器,组成高频计数电路,比较好地解决了ns级计数难点。进一步研制出残余应力的超声波检测系统。