[发明专利]基于横波相位谱的钢构件内部轴向应力检测方法

权利要求书

1.一种基于横波相位谱的钢构件内部轴向应力检测方法，其特征在于，包括：

S1、获取在役钢结构构件的复制钢构件，所述复制件和所述在役钢结构的材质和厚度均相同；

S2、对所述复制钢构件加载试验，获取应力-波谱参数；

S3、采用超声波检测装置对所述在役钢构件进行超声波探测，并采用信号采集系统采集横波信号；

S4、采用信息处理装置对采集的横波信号进行处理，并依据所述应力-波谱参数，获取在役钢结构构件的轴向应力；

所述步骤S4包括：

S41、对所述横波信号进行信号处理，获取相位谱导函数曲线；

S42、捕捉相位谱导函数曲线中第一个极大值点对应的频率，将捕捉的频率作为相位谱第一响应频率；

S43、根据所述应力-波谱参数、相位谱第一响应频率，获取在役钢结构构件的轴向应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S43包括：

根据公式一，获取在役钢结构构件的轴向应力σ；

公式一：

其中，k和c均为应力-波谱参数，k的单位是MPa·MHz，c的单位是MPa，f_max为相位谱第一响应频率值，单位是MHz；σ单位是MPa。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S41包括：

采集横波信号中的时域信号，对时域信号进行傅里叶变换，得到回波相位谱，对所述回波相位谱进行信号处理，得到相位谱导函数曲线。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

所述超声波检测装置包括：超声脉冲发射接收器和超声波横波探头；所述超声波横波探头与超声脉冲发射接收器连接；

所述超声波横波探头为收发同体的超声横波探头；

所述超声横波探头发射横波的方向与在役钢结构构件的轴向方向的夹角接近π/4，不包括π/4。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

超声脉冲发射接收器发射脉冲电信号，经超声波横波探头产生横波信号，横波信号在在役钢构件中传播并经反射后被所述超声横波探头接收；

所述超声脉冲发射接收器还连接示波器；超声横波探头将接收反射的横波信号转为回波信号，所述超声脉冲发射接收器将回波信号显示在示波器上。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

超声脉冲发射接收器发射的脉冲电信号的中心频率为5MHz，带宽范围为0～10MHz；示波器的采样率在1GSa/s以上。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在役钢结构构件为具有相对端面的钢结构构件；

钢结构构件的轴向应力指在役钢构件在当前状态下的绝对应力。