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专利号: 2016101112361
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法,步骤如下:步骤一,选择厚度大于3.0mm的金属材料,以临界折射纵波接收信号幅值为评价参数,选取临界折射纵波中心频率及其在金属材料试样中的最佳传播距离,作为一发一收模式双临界折射纵波探头的制作参数;

步骤二,在金属材料试样一侧加工宽度恒定、深度不同的规则矩形槽,固定临界折射纵波激发参数不变,调节探头激发模式,依次采集通过深度由小到大的矩形槽的临界折射纵波,直至临界折射纵波接收信号消失,记录对应的矩形槽深度;

步骤三,在金属材料试样一侧加工深度恒定,直径不同的盲孔模拟金属材料内部气孔;

确定盲孔深度、中心间距及与试样宽度边缘的间距;

步骤四,将预制盲孔的非标准静载拉伸试样竖直加持于静载拉伸试验机,依据金属材料力学性能设定相应的加载程序,安装临界折射纵波探头加持装置,调节临界折射纵波探头与金属材料试样间耦合状态,获得稳定的临界折射纵波;

步骤五,缓慢加载,采集不同应力时各直径盲孔处金属材料试样的临界折射纵波,定义临界折射纵波参考信号与计算信号,获得各应力对应的临界折射纵波传播时间差,建立临界折射纵波传播时间差与应力间关系曲线;

步骤六,采用线性函数拟合对临界折射纵波传播时间差与应力结果进行拟合得到临界折射纵波声弹性系数,建立临界折射纵波声弹性系数与盲孔直径间对应关系;所述的线性函数见式(Ⅰ):Δt=k﹒σ  式(Ⅰ);

其中Δt为临界折射纵波计算信号与参考信号间时间差,单位为ns,σ为金属材料加载应力,单位为MPa;

步骤七,采用幂函数对临界折射纵波声弹性系数与盲孔直径进行拟合,得到用于气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正公式;

所述的幂函数见式(Ⅲ)

k=a·Db  式(Ⅲ)

其中,k为临界折射纵波声弹性系数(ns/MPa),D为盲孔直径,单位为mm,a与b为常数。

2.根据权利要求1所述的气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法,其特征在于步骤一中,所述的金属材料不包含衰减明显的金属材料;所述的临界折射纵波中心频率在1.0~10MHz之间;在所述的传播距离内,临界折射纵波信号幅值不小于其最大值的10%。

3.根据权利要求1所述的气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法,其特征在于步骤二中,所述的规则矩形槽的宽度大于临界折射纵波在实验材料中的波长。

4.根据权利要求1所述的气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法,其特征在于步骤三中,其中,盲孔中心间距不小于相邻盲孔直径和的3倍,与试样宽度边缘的间距不小于盲孔直径最大值的6倍;盲孔深度与临界折射纵波全反射对应的矩形槽深度相同。

5.根据权利要求1所述的气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法,其特征在于步骤四中,所述加载程序的最大载荷不超过试样的屈服强度。

6.根据权利要求1所述的气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法,其特征在于步骤五中,所述的缓慢加载是加载速率不超过1kN/s。