基于超声能量衰减的螺栓轴向应力测量

针对现存方法难以精确测量高强度航空螺栓轴向应力,提出一种使用超声信号能量衰减的螺栓轴向应力测量方法。首先,基于受载多晶体金属散射衰减理论,推导了瑞利散射范围内考虑内应力的体心立方晶系材料超声波衰减系数。然后,针对高频超声相干性差以及信号中存在柱面导波等问题,采用信号多次回波频谱能量衰减表征航空螺栓轴向应力并推导了相关理论模型,提出了考虑螺栓夹紧长度的能量衰减法标定公式。最后,搭建了螺栓轴向应力超声测量平台,对比了能量衰减法和声时差法的测量结果,证明了能量衰减法更适合于航空螺栓等高强度螺栓的轴向应力测量。