【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声波无损检测，特别涉及一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法。
技术介绍
1、构件在受力时将同时产生应力与应变，应力是应变的原因，应变是应力的结果，构件由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏，当材料被破坏时，必然会导致该材料构成的受力构件出现异常，从而针对受力构件构成的工程带来影响或损失。
2、目前，在针对受力构件永存应力分析时，超声法测量构件的永存应力主要依据声弹性理论依据声速法测量永存应力，所以声速准确测量是检测永存应力的一个关键技术问题。声速的测量主要有对测法和平测法。对测法测试精度较高，但是的主要局限是如果被测构件为大面积或者大厚度时，对测法无法适用，其次，对测法由于对中容易有温差，所以测距也无法精确控制。使用平测法能够克服对测法以上的缺点，但平测法需要激发构件的表面波，目前激发表面波的方法主要采用临界折射角法。但是，对于一些波疏材料，产生临界折射波较为困难，测试难度较大。
3、所谓临界折射波法主要是通过斜射探头从波速较慢的介质传播到波速较快的介质中时，根据snell定律，会有一入射角使折射纵波的折射角等于90°，此时折射角为90°的纵波即为临界折射纵波(lcr)。
4、但通过但这种方法仅适用于钢材等声速较大的介质，对于像混凝土等声速较小的材料，这种方法很难适用
技术实现思路
1、本专利技术提供一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，用以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，包括：
3、s1：对待测二维受力构件进行应力大小参数检测，待测二维受力在x轴方向所受应力为0，y轴方向所受应力为σ1，记为第一待测永存应力，z轴方向所受应力为σ2，记为第二待测永存应力，并采用横波探头平测法测量待测二维受力构件的vzy，vyz，tzy、tyz，采用纵波探头平测法测量二维受力构件的vyx，vzx，tyx、tzx；
4、其中，vzy表示在待测二维受力构件上传播方向沿z轴方向，质点振动方向沿y轴方向的横波波速，vyz表示在待测二维受力构件上传播方向沿y轴方向，质点振动方向沿z轴方向的横波波速，vyx表示在待测二维受力构件上传播方向沿y轴方向，质点振动方向沿x轴方向的横波波速，vzx表示在待测二维受力构件上传播方向沿z轴方向，质点振动方向沿x轴方向的横波波速；
5、tzy表示测量vzy对应固定间距d的声波传播时间，tyz表示测量vyz对应固定间距d的声波传播时间，tyx表示测量vyx对应固定间距d的声波传播时间，tzx表示测量vzx对应固定间距d的声波传播时间；
6、s2：构建与待测二维受力构件材质相同的立方体标准试件，向立方体标准试件施加已知负载，具体为在x轴方向不受力即应力为0，在y轴方向所受应力为在z轴方向所受应力为获取立方体标准试件在所述已知负载作用下的并计算得到待测二维受力构件的材料特性参数k2；
7、其中，表示在立方体标准试件上传播方向沿z轴方向，质点振动方向沿y轴方向的横波波速，表示在立方体标准试件上传播方向沿z轴方向，质点振动方向沿x轴方向的横波波速，表示在立方体标准试件上传播方向沿y轴方向，质点振动方向沿z轴方向的横波波速，表示在立方体标准试件上传播方向沿y轴方向，质点振动方向沿x轴方向的横波波速，表示测量对应固定间距d的声波传播时间，表示测量对应固定间距d的声波传播时间，表示测量对应固定间距d的声波传播时间，表示测量对应固定间距d的声波传播时间；
8、s3：基于声弹性理论和对二维受力构件的作用参数，确定波速与应力之间的对应关系；
9、s4：基于测量二维受力构件波速时的固定间距d，结合波速与应力之间的对应关系，计算得到第一待测永存应力σ1和第二待测永存应力σ2的具体数值大小。
10、优选的，所述s1中，通过采用横波探头平测法测量二维受力构件在受载后的vzy，vyz，tzy和tyz，包括：
11、采用两个横波探头，一个横波发射探头和一个横波接收探头在待测二维受力构件的y-z平面表面进行平测，且横波发射探头和横波接收探头之间采用固定间距d；
12、其中，测试vzy时，横波发射探头和横波接收探头的质点振动方向均与y轴方向平行，横波发射探头与横波接收探头中心连线方向即声波传播方向与z轴方向平行，由横波发射探头发射超声波，横波接收探头接收第一超声波信号，基于横波发射探头与横波接收探头之间的时程差作为vzy对应固定间距d的传播时间tzy，并根据如下公式得到vzy；
13、
14、测试vyz时，横波发射探头和横波接收探头的质点振动方向均与z轴方向平行，横波发射探头与横波接收探头中心连线方向即声波传播方向与y轴方向平行，由横波发射探头发射超声波，横波接收探头接收第二超声波信号，基于横波发射探头与横波接收探头之间的时程差作为vyz对应固定间距d的传播时间tyz，并根据如下公式得到vyz；
15、
16、优选的，所述s1中，采用纵波探头平测法测量二维受力构件在受载后的vyx，vzx，tyx和tzx，包括：
17、采用两个纵波探头，一个纵波发射探头和一个纵波接收探头在待测二维受力构件的y-z平面表面进行平测，且纵波发射探头和纵波接收探头之间采用固定间距d；
18、其中，测试vyx时，纵波发射探头和纵波接收探头的质点振动方向均与y-z平面垂直即与x轴方向平行，纵波发射探头与纵波接收探头中心连线方向即声波传播方向与y轴方向平行，由纵波发射探头发射超声波，纵波接收探头接收第三超声波信号，基于纵波发射探头与纵波接收探头之间的时程差作为vyx对应固定间距d的传播时间tyx，并根据如下公式得到vyx；
19、
20、测试vzx时，纵波发射探头及纵波接收探头的质点振动方向均与y-z平面垂直即与x轴方向平行，纵波发射探头与纵波接收探头中心连线方向即声波传播方向与z轴方向平行，由纵波发射探头发射超声波，纵波接收探头接收第四超声波信号，基于横波发射探头与横波接收探头之间的时程差作为vzx对应固定间距d的传播时间tzx，并根据如下公式得到vzx；
21、
22、优选的，所述s3中，基于声弹性理论和对二维受力构件的作用参数，确定波速与应力之间的对应关系，包括：
23、基于声弹性理论，确定波速与应力的初始对应关系；
24、
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1.一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述S1中，通过采用横波探头平测法测量二维受力构件在受载后的Vzy，Vyz，tzy和tyz，包括：
3.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述S1中，采用纵波探头平测法测量二维受力构件在受载后的Vyx，Vzx，tyx和tzx，包括：
4.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述S3中，基于声弹性理论和对二维受力构件的作用参数，确定波速与应力之间的对应关系，包括：
5.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述S2中，构建与待测二维受力构件材质相同的立方体标准试件，向立方体标准试件施加已知负载，具体为在x轴方向不受力即应力为0，在y轴方向所受应力为在z轴方向所受应力为
6.根据权利要求5所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述S4中，基于测量二维受力构件波速时的固定间距d，结合波速与应力之间的对应关系，计算得到第一待测永存应力σ1和第二待测永存应力σ2的具体数值大小，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述s1中，通过采用横波探头平测法测量二维受力构件在受载后的vzy，vyz，tzy和tyz，包括：
3.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述s1中，采用纵波探头平测法测量二维受力构件在受载后的vyx，vzx，tyx和tzx，包括：
4.根据权利要求1所述的一种超声平测法测量二维受力构件永存应力的方法，其特征在于，所述s3中，基于声弹性理论和对二维受力构件的作用参数，确定波速与应力之间的对应关系，包括：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑康琳，王陶，蔡署日，樊平，何晓玉，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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