[发明专利]一种超声检测结构永存应力的方法

权利要求书

1.一种超声检测结构永存应力的方法，所述方法用于检测由各向同性材料形成的结构处于单向应力受载状态时的应力值，其特征在于，所述方法包括：

步骤(1)，向所述结构发送一超声波，并接收透射穿过所述结构的超声波，同时记录所述透射的超声波对应的波束曲线；

步骤(2)，基于所述波束曲线，以时间先后顺序的方式提取所述波束曲线在曲线零点处对应的若干零点时间点t_i，其中i＝1、2、…、n，并以此求得出局部相邻零点时间差均值的标准方差S_n；

步骤(3)，获取所述应力σ与局部相邻零点时间差均值的标准方差S_n之间的关系函数f(S_n)，其中σ＝f(S_n)，将步骤(2)中求得的所述标准方差S_n代入所述关系函数f(S_n)中，以计算出所述应力σ；

在步骤(3)中，获取所述关系函数f(S_n)具体是基于应力σ、测试用构件体的截面面积S、与所述测试用构件体于其顶面和底面被施加的均布力F三者之间的线性关系σ＝F/S，以及结合线性拟合算法而实现的；

在步骤在(3)中，获取所述关系函数f(S_n)的具体过程包括先对所述测试用构件体分别施加不同的均布力F使得其内部应力分别为iΔσ，其中Δσ表示一预设应力差值，i＝1、2、…、n，接着计算获得在所述内部应力iΔσ状态下，所述测试用构件体对应的若干局部相邻零点时间差均值的标准方差S_ni，其中i＝1、2、…、n，在通过所述线性拟合算法计算出所述关系函数f(S_n)。

2.如权利要求1所述的超声检测结构永存应力的方法，其特征在于：在步骤(2)中，以时间先后顺序的方式提取所述波束曲线在曲线零点处对应的若干时间点具体包括，当接收到所述透射的超声波后，记录所述波束曲线在预设时间范围内的曲线形状、并将所述波束曲线某一曲线零点对应的时间点为初始零点时间点t₁，随后以所述初始零点时间点t₁向后推移顺序连续地提取n-1个零点时间点，以组成所述若干零点时间点t_i。

3.如权利要求1所述的超声检测结构永存应力的方法，其特征在于：在步骤(2)中，计算所述标准方差S_n具体包括先计算关于所述若干零点时间点t_i的局部相邻零点时间差均值ΔT_ik和相邻两点时间差整体均值ΔT_n，再根据下面公式(1)计算获得所述标准方差S_n，

4.如权利要求3所述的超声检测结构永存应力的方法，其特征在于：在步骤(2)中，计算所述局部相邻零点时间差均值ΔT_ik具体包括先基于所述若干零点时间点t_i计算出对应的若干相邻零点时间差Δt_i＝t_i+1-t_i，其中i＝1、2、…、n，再根据下面公式(2)计算获得所述局部相邻零点时间差均值ΔT_ik，

其中1≤k≤n。

5.如权利要求3所述的超声检测结构永存应力的方法，其特征在于：在步骤(2)中，计算所述相邻两点时间差整体均值ΔT_n具体包括先计算出所述局部相邻零点时间差均值ΔT_ik，再根据下面公式(3)计算获得所述相邻两点时间差整体均值ΔT_n，

6.如权利要求1所述的超声检测结构永存应力的方法，其特征在于：在步骤(3)中，计算获得所述测试用构件体对应的若干局部相邻零点时间差均值的标准方差S_ni具体包括先将发送超声波的超声波发射单元和接收透射超声波的超声波接收单元之间的连线，设成与所述内部应力iΔσ的方向呈一角度α，并记录相应透射超声波的波束曲线，此时再基于所述透射超声波的波束曲线计算出所述标准方差S_ni。