[发明专利]面向结合面压强检测的压强-超声反射率曲线构建方法

权利要求书

1.一种面向结合面压强检测的压强-超声反射率曲线构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）利用聚焦超声探头扫描结合面，计算不同压强下每个扫描点的超声反射率；然后利用结合面中心压强分布平坦区域扫描点的反射率均值R₀及对应的压强P₀，拟合求得初始压强-反射率关系，如式(1)所示：

P₀=f(R₀)  (1)

2）根据式(1)求得的初始压强-反射率关系，计算在不同压力下结合面所有扫描点压强P_i，然后，将P_i带入下面式(2)，得到整个结合面的总的压力F：

F=Σi=1nPi×ΔAi---(2)]]>

其中，ΔA_i为单个扫描点代表的面积，即整个结合面的面积除以扫描点数；F为计算得到的结合面受到的压力；将上述F与利用压力传感器测量到的实际压力F₀带入下面式(3)：

k=FF0---(3)]]>

其中，k为标定系数；每个扫描点的压强值P_i利用下面式(4)重新计算

P_i'＝kP_i  (4)

其中，P_i’为每个扫描点修正后的压强值；

3）计算不同压力下结合面中心压强分布平坦区域扫描点的压强P_i’的均值P_α，利用所得的P_α与该区域对应的反射率均值R₀重新拟合求得新的压强-反射率曲线。

2.根据权利要求1所述的面向结合面压强检测的压强-超声反射率曲线构建方法，其特征在于，步骤1）中，反射率均值R₀及对应的压强P₀的获取方法具体如下：

（1）为检测螺栓结合面接触压强分布，按照与螺栓结合面相同的材料、表面粗糙度加工两个试件：上试件和下试件，将两试件安装到压力加载试验台上；

（2）获得参考信号：在结合面试件未接触的时候，利用奥林巴斯V319型15MHz水浸式聚焦超声波探头对上试件进行扫描，利用5800超声波脉冲发射接收器发射并接受超声脉冲信号，利用泰克MSO4104示波器进行接收并保存到电脑上，得到结合面上各个扫描点上的超声回波信号，该组信号为参考信号；

（3）保持上试件不动，让下试件与上试件接触，并施加不同的压力，其中压力的大小可以由压力传感器测得；按照第一次扫描的轨迹对结合面进行重新扫描，得到不同压力下结合面上各个扫描点的超声回波信号，该回波信号为结合面信号；

（4）分别对参考信号与结合面信号进行傅里叶变换，并计算每个扫描点在不同压力下的反射率；结合面所有点的反射率组成反射率矩阵，得到反射率均值R₀；

（5）根据压力计算结合面的平均压强，平均压强的80%即为中心区域压强，即反射率均值R₀对应的压强P₀。