[发明专利]一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法

权利要求书

1.一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：

（1）调节并固定超声波脉冲发射接收仪激发临界折射纵波的激发参数使得表征临界折射纵波信号的激发能量不变，改变临界折射纵波在激光熔覆层内的传播距离，得到临界折射纵波（时域信号）在激光熔覆层中的能量衰减曲线，临界折射纵波在激光熔覆层中的传播距离与信号幅值间呈明显的幂函数，采用式（1）对临界折射纵波在熔覆层中的衰减结果进行拟合得到含a、b具体数值的临界折射纵波传播距离与其接收信号峰值间关系式，确定最佳传播距离作为临界折射纵波发射探头与接收探头间距离；

y＝a·x^b    （1）；

式中：x：临界折射纵波在熔覆层中的传播距离，y：临界折射纵波接收信号的峰值，a、b：与待评价熔覆层物理特性相关的常数；

（2）调整并固定临界折射纵波发射探头与接收探头间距离恒定不变，保持探头与熔覆层试样接触压力为恒定值，调节临界折射纵波进入熔覆层试样的入射显示时间为相同值，采用超声波应力评价分析系统对各预期应力下的熔覆层试样进行检测，并记录各检测信号，定义基准信号与计算信号，计算各应力下熔覆层试样临界折射纵波接收信号间计算信号与基准信号的时间差并作为评价熔覆层试样应力的特征参量，采用线性函数对熔覆层试样应力与接收信号间时间差关系式进行拟合得到激光熔覆层应力评价公式，获得该熔覆层试样的声弹性常数；

（3）将每个计算信号与基准信号的时间差值代入应力评价公式得到对应的应力值，取应力值的平均值，实现激光熔覆层应力的无损评价。

2.如权利要求1所述的一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：步骤（1）中，基于临界折射纵波在熔覆层中的能量衰减测试结果，采用式（1）幂函数对其进行拟合，以临界折射纵波接收信号幅值降为信号最大值的60%时对应的临界折射纵波在熔覆层中的传播距离作为发射探头与接收探头间距离。

3.如权利要求1所述的一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：所述的基准信号为不施加应力的时候的临界折射纵波信号，施加其他不同应力下的熔覆层的临界折射纵波信号为都认为是计算信号；以基准信号与计算信号间时间差表征应力改变引起临界折射纵波在熔覆层中传播速度的改变量。

4.如权利要求1所述的一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：所述熔覆层试样应力与接收信号间时间差关系式为t=kσ+c，其中，t：信号间时间差；σ：应力；c：常数。

5.如权利要求1所述的一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：步骤（2）中，通过超声波应力评价分析系统的临界折射纵波探头固定装置保持临界折射纵波发射探头与接收探头间距离及临界折射纵波探头与熔覆层试样接触压力恒定不变。

6.如权利要求1所述的一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：所述激光熔覆层试样评价前，应进行去应力退火处理获得无初始应力的熔覆层试样，作为标定试样进行声弹性常数标定试验。

7.如权利要求1所述的一种基于临界折射纵波的熔覆层应力无损评价方法，其特征在于：所述超声波应力评价分析系统包括超声波脉冲发射接收仪、数据采集设备、数字示波器；信号分析系统、临界折射纵波探头固定装置和双临界折射纵波发射和接收探头，超声波脉冲发射接收仪、数据采集设备、数字示波器、信号分析系统依次用仪器转换连接线连接，超声波脉冲发射接收仪分别通过仪器转换连接线与双临界折射纵波发射和接收探头连接，双临界折射纵波发射和接收探头采用临界折射纵波探头固定装置固定在熔覆层试样表面。