[发明专利]曲轴残余应力检测装置

说明书

本申请实施例涉及测量技术领域，且涉及一种曲轴残余应力检测装置。包括：声楔块，其下表面与曲轴的外表面贴合；第一超声纵波换能器，用于发射超声纵波，内嵌于声楔块的上表面；第二超声纵波换能器，用于接收超声纵波，内嵌于声楔块的上表面，且与所述第一超声纵波换能器呈一定角度间隔设置；隔离腔，设置于声楔块中位于第一超声纵波换能器和第二超声纵波换能器之间的位置，填充有非均质材料。本申请实施例不会对曲轴造成损伤，并且隔离腔可以起到较好的隔声效果，可有效防止第二超声纵波换能器直接接收到从第一超声纵波换能器发射并通过声楔块传递过来的超声纵波，从而提高残余应力检测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及曲轴残余应力检测装置。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的部件。在曲轴工作的过程中，它受到弯曲扭转载荷的作用，因此要求曲轴有足够的强度和刚度。但是在制造过程和工作过程中，曲轴均会存在不同程度的残余应力。曲轴的残余应力对其疲劳强度、脆性和稳定性具有十分重要的影响。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，但当曲轴在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便会出现裂纹和断裂。这种情况的发生大大影响了曲轴的工作寿命，严重的甚至危及到人类安全。因此，曲轴残余应力的准确检测是亟待解决的问题。

残余应力的检测方式分为无损、微损伤和有损伤等方式。微损伤检测方法和有损伤检测方法虽技术较为成熟，但都会对工件造成一定的损伤或破坏。无损检测技术的检测结果不够准确，不能达到理想的检测效果。

发明内容

鉴于现有技术的以上问题，本申请实施例提供一种曲轴残余应力检测装置。采用本申请实施例对曲轴残余应力进行检测，不会对曲轴造成损伤，并且隔离腔可以起到较好的隔声效果，可有效防止第二超声纵波换能器直接接收到从第一超声纵波换能器发射并通过声楔块传递过来的超声纵波，从而提高残余应力检测结果的准确性。

为达到上述目的，本申请第一方面提供了一种曲轴残余应力检测装置，包括：

声楔块，其下表面与曲轴的外表面贴合；

第一超声纵波换能器，用于发射超声纵波，内嵌于所述声楔块的上表面；

第二超声纵波换能器，用于接收所述超声纵波，内嵌于所述声楔块的上表面，且与所述第一超声纵波换能器呈一定角度间隔设置；

隔离腔，设置于所述声楔块中位于所述第一超声纵波换能器和所述第二超声纵波换能器之间的位置，且所述隔离腔中填充有非均质材料。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括检测数据处理模块，与所述第一超声纵波换能器和所述第二超声纵波换能器电连接，用于根据所述第一超声纵波换能器和所述第二超声纵波换能器的检测数据得到所述曲轴在所述检测方向上的残余应力检测值。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述非均质材料包括泥浆。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述泥浆是由预设比例的原材料混合搅拌得到的；所述原材料包括预设尺寸的膨润土颗粒、水、烧碱和氯化钠。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述泥浆的密度范围为大于等于1500kg/m³且小于等于2000kg/m³，和/或，所述泥浆的粘度范围为大于等于0.05Pa.s且小于等于0.10Pa.s。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述残余应力的检测方向包括曲轴轴向和曲轴周向中的至少一种。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述检测数据处理模块用于：

从所述第一超声纵波换能器获取所述超声纵波的发射时间；

从所述第二超声纵波换能器获取所述超声纵波的接收时间；