[发明专利]一种接触刚度的高精度超声检测方法

权利要求书

1.一种接触刚度的高精度超声检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）采用宽频带超声波探头检测接触区域，并计算两个以上频率下超声反射率；

2）将超声反射率及对应的频率带入如下结合面声学模型计算：

|R|2=Z2(ω2λ2+1)Z2ω2λ2+(2kλ-Z)2]]>

其中，R为超声反射率幅值；ω为R对应的超声波角频率；k为所求的接触刚度；λ为松弛时间，为未知数；Z为的材料的声阻抗，材料声阻抗为已知；将两个不同的超声反射率及对应的角频率带入上述公式求解，取两个解中绝对值小的解；

4）将计算得到的k带入下面的修正公式：

kn=k·(1+μ)(1-2μ)1-μ]]>

其中，μ为结合面基体材料的泊松比；k_n即为所求的接触刚度。

2.根据权利要求1所述的接触刚度的高精度超声检测方法，其特征在于，步骤1）中，所述超声反射率按照以下步骤得到：

（1）采用45号钢作为试件，上下试件表面粗糙度均为Ra0.5，实验前用丙酮擦拭试件；

（2）采用水为耦合剂，在结合面未接触情况下，将超声探头垂直于结合面的中心区域，检测中心区域的超声回波信号，以此回波信号为参考信号；

（3）然后使上下试件结合面接触，并施加不同的压力，分别检测结合面中心区域从24MPa到200MPa多个压强下的超声回波信号，以此回波信号为结合面信号；对结合面信号、参考信号进行傅里叶变换，然后利用下面公式计算不同频率下超声波反射率：

R=HiHo]]>

其中，R为超声反射率幅值，H_i为结合面信号幅值，H_o为相同频率下参考信号幅值；从而得到在不同压力下，不同频率下的超声波反射率。

3.根据权利要求2所述的接触刚度的高精度超声检测方法，其特征在于，步骤（2）中，所述超声探头为奥林巴斯V319型15MHz宽频水浸式探头。