[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

说明书

技术领域

本发明属于超声检测技术领域，涉及一种压强-反射率曲线的构建，尤其是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。 

背景技术

机械系统中大量存在的结合面对系统性能有重要影响。随着高端装备制造、装配环节的日益精量化，实现对结合面接触压强分布的准确检测尤为迫切。而由于结合面的封闭性，给实验测量带来诸多困难。目前结合面接触压强分布的测量方法，主要有薄膜法和超声法。其中薄膜法是在结合面之间置入具有一定厚度的薄膜传感器，利用该传感器检测接触压强分布。但是薄膜法改变了工件的接触状况，进而会影响检测精度，且对于已经装配好的工件，薄膜法也不再适用。而超声检测能够实现对接触压强分布的直接无损检测。现有的超声检测方法，要首先制作与被测对象相同材料、表面形貌的试件，通过实验获取压强-反射率曲线，然后检测被测结合面的超声波反射率（即超声脉冲反射波与入射波的比值），将反射率带入上述曲线中即可得到结合面的压强分布。但是由于采用目前方法构建的压强-反射率曲线不够准确，导致超声法检测结果与理论模型计算结果差距较大，检测精度较低。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供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。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

这种面向结合面压强检测的压强-超声反射率曲线构建方法，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。 

进一步，以上步骤1）中，反射率均值R₀及对应的压强P₀的获取方法具体如下：