[发明专利]一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法

摘要

一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法，包括以下步骤：S1、应力测试得到传播距离x与临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t_0x的函数曲线t_0x＝M(x)；S2、应力测试传得到播距离x对应的名义声弹性系数K_x的函数曲线K_x＝F(x)；S3、测出临界折射纵波在曲面工件中的传播时间t；S4、测量临界折射纵波在曲面工件上中的传播距离a；S5、根据函数曲线t_0x＝M(x)和K_x＝F(x)得出传播距离a对应的零应力状态下的传播时间t_0a和名义声弹性系数K_a；然后通过公式σ＝K(t‑t₀)计算出待测曲面工件的残余应力值。该方法可方便快捷地测出曲面工件的残余应力，同时解决了现有技术中标定不准确的问题，大大提高了超声波测曲面工件残余应力的精度。

主权项

1.一种超声波法测量曲面工件残余应力的方法，包括以下步骤：S1、制作与待测曲面工件相同材料的零应力平板标定块进行超声波应力测试，改变临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播距离x并测出所述传播距离x对应的传播时间t_0x，得到传播距离x与临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t_0x的关系数据库并拟合出二者的函数曲线t_0x＝M(x)；S2、在零应力平板标定块上施加应力σ进行超声波应力测试；改变临界折射纵波在σ应力状态下的平板标定块中的传播距离x并测出所述传播距离x对应的传播时间t_x，进一步根据步骤S1得到的传播距离x对应的临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t_0x得到所述传播距离x对应的临界折射纵波在σ应力状态和零应力状态下的传播时间差Δt_x＝t_x‑t_0x；然后，通过施加的应力σ和传播时间差Δt_x计算出所述传播距离x对应的名义声弹性系数K_x，得到传播距离x与名义声弹性系数K_x的关系数据库并拟合出二者的函数曲线K_x＝F(x)；S3、制作与待测曲面工件表面配合的曲面耦合楔块，并使用所述曲面耦合楔块进行超声波应力测试，测出临界折射纵波在待测曲面工件中的传播时间t；S4、测量临界折射纵波在待测曲面工件上中的传播距离a；S5、根据步骤S1得到的传播距离x与临界折射纵波在零应力平板标定块中的传播时间t_0x的函数曲线t_0x＝M(x)得出传播距离a对应的零应力状态下的传播时间t_0a；根据步骤S2得到的传播距离x与名义声弹性系数K_x的函数曲线K_x＝F(x)得出传播距离a对应的名义声弹性系数K_a；然后通过公式σ＝K(t‑t₀)＝K_a(t‑t_0a)＝F(a)·(t‑M(a))计算出待测曲面工件的残余应力值σ；所述步骤S1中至少测出7组临界折射纵波在零应力平板标定块中传播距离x以及所述传播距离x对应的传播时间t_0x用于建立关系数据库并拟合函数曲线t_0x＝M(x)；所述步骤S2中至少测出7组临界折射纵波在σ应力状态下平板标定块中的传播距离x以及所述传播距离x对应的名义声弹性系数K_x用于建立关系数据库并拟合函数曲线K_x＝F(x)。