[发明专利]基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法

权利要求书

1.一种基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法，其特征在于：通过标定临界折射纵波在钢构件一组声程上的应力-声时差系数，采用单发双收传感器组检测临界折射纵波在在役钢构件对应声程上的传播声时，求解钢构件的绝对应力，从而得到钢构件绝对应力沿轴向的分布；所述单发双收传感器组包含一个发射传感器、第一接收传感器和第二接收传感器；钢构件的绝对应力采用以下公式计算得到：

其中，i为非负整数，j＝i+1，i表示钢构件上从一端到另一端从0开始依次标记的测量点编号；

L_i和L_j为第一接收传感器位置固定，第二接收传感器分别在测量点i、测量点j时临界折射纵波在两个接收传感器之间的传播声程，单位是mm；

σ_i-j为在役钢构件从L_i段到L_j段的平均应力，单位是MPa；

B_i和B_j分别为临界折射纵波在声程为L_i和L_j时的应力-声时差系数，单位是MPa/ns；

t_0,i和t_0,j分别为临界折射纵波在复制钢构件声程为L_i和L_j时的传播声时，单位是ns；

t_i和t_j分别为临界折射纵波在在役钢构件声程为L_i和L_j时的传播声时，单位是ns；

所述基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法包括以下步骤：

步骤S1：复制在役钢构件，得到复制的钢构件；

步骤S2：以复制的钢构件为对象，固定发射传感器和第一接收传感器的位置，标定第二接收传感器在不同测量点与其后一测量点时临界折射纵波在不同声程下的应力-声时差系数；

步骤S3：以在役钢构件为对象，固定发射传感器和第一接收传感器的位置，测定第二接收传感器在不同测量点与其后一测量点时临界折射纵波在不同声程下的传播声时；

步骤S4：计算在役钢构件不同测量点与其后一测量点对应声程下的平均绝对应力；

步骤S5：通过所述在役钢构件已测声程的平均绝对应力计算未测声程的绝对应力；

步骤S6：改变两个接收传感器的位置，重复上述过程，得到在役钢构件其他声程的绝对应力值；

步骤S7：绘制在役钢构件沿轴向的绝对应力分布图。

2.根据权利要求1所述的基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法，其特征在于：所述发射传感器位于第一接收传感器的一侧，所述第二接收传感器位于第一接收传感器的另一侧，所述第一接收传感器与发射传感器固定连接，所述第一接收传感器、第二接收传感器分别与游标卡尺的两个外侧量爪连接。

3.根据权利要求1所述的基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法，其特征在于：所述临界折射纵波的传播声程采用单发双收传感器组测量，方法为：通过记录两个接收传感器接触和分离时游标卡尺读数，测得第一接收传感器和第二接收传感器之间的距离L_y；第一接收传感器的长度直接测量，记为L_g，则临界折射纵波的传播声程为L＝L_y+L_g。

4.根据权利要求1所述的基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法，其特征在于：其采用的仪器包括：超声波发生器、一个发射传感器、两个相同的接收传感器、两个信号放大器、示波器和PC机，所述两个相同的接收传感器分别与两个信号放大器电连接，所述两个信号放大器与示波器电连接，所述示波器与PC机连接。

5.根据权利要求4所述的基于临界折射纵波的钢构件绝对应力分布的检测方法，其特征在于：所述超声波发生器激发发射传感器产生在钢构件中传播的临界折射纵波信号，信号被两个接收传感器分别接收，两个接收传感器接收的信号分别经信号放大器放大后被示波器接收，两个接收传感器接收的信号的时间间隔即为临界折射纵波在两个接收传感器之间的传播声时。