双向残余应力的超声检测及其对比性研究

针对航天器铝合金平面双向残余应力超声波检测进行验证性研究。分别在双向平板试件上采用应变片法,在对接焊焊接试件上采用X射线衍射法和电子散斑法进行对比性残余应力检测试验。结果表明,平板试验件上应变片法和超声法的测量结果的最大偏差小于4MPa,近似相同。由于不同深度上,焊接试验件上残余应力不同,超声法、X射线法和电子散斑法得到的焊接残余应力的数值有所差距,但是其趋势基本相同,且都符合对接焊焊板上平行于焊缝方向的残余应力的分布趋势。

平面双向残余应力的超声检测

基于声弹性理论,分析了弹性波应力与波速之间声弹性方程的物理意义,在总结国内外LCR波检测残余应力研究进展的基础上,提出了目前尚存在的问题并给出了解决方法。推导了平面LCR波双向应力的求解公式,设计了双向应力加载试样,并对十字形试样中部的应力分布进行仿真,仿真结果证明了在双向应力加载情况下,标定应力系数的方法是可行的。

航天器铝合金结构残余应力超声波检测方法研究

利用有限元法对5A06铝合金薄板拉伸过程进行数值模拟,以模拟结果为依据设计平面双向应力加载试件。基于声弹性理论,在单、双向加载的条件下,采用临界折射纵波法(LCR)对铝合金薄板进行单、双向应力检测试验研究,得到平面应力下单向和双向应力曲线。对比分析单向加载条件和双向加载条件下的应力曲线及应力系数,结果说明:LCR波在试件中的传播声时是由平行与垂直方向的应力共同决定的,垂直方向应力的作用约为平行方向应力的33%,垂直方向的应力对应力系数的影响不可忽略。