[发明专利]构件残余应力梯度无损检测装置

说明书

本申请涉及残余应力无损检测技术领域，尤其涉及一种构件残余应力梯度无损检测装置。该无损检测装置包括多组对称设置的发射换能器和接收换能器，越靠近对称轴的发射换能器的激励频率越大；与多组发射换能器和接收换能器耦合连接的声楔块，声楔块的发射连通区和接收连通区内分别穿过其顶面朝向其底面倾斜设有多组发射通道和接收通道，各发射换能器与各发射通道一一对应耦合连接，各接收换能器与各接收通道一一对应耦合连接，发射连通区及接收连通区底面压紧于被检测构件的表面；与发射换能器及接收换能器电连接的计算处理模块。该无损检测装置解决了无法同时检测构件不同渗透深度的残余应力值的问题。

技术领域

本申请涉及残余应力无损检测技术领域，尤其涉及一种构件残余应力梯度无损检测装置。

背景技术

在对金属构件、复合材料构件的服役性能研究过程中，发现残余应力对其在强度、疲劳寿命和尺寸稳定性等服役性能方面具有较大影响，故关于对构件残余应力的检测方面的研究也十分重要。残余应力的检测分为无损检测、微损伤检测和有损伤检测三种，有损伤检测和微损伤检测都会或多或少的对被检测构件造成致命、难以恢复的损伤，而无损检测却可以做到在检测过程中不对被检测构件造成损害，具体可以采用超声波无损检测法，超声波无损检测法是利用声弹性理论来构件内部残余应力的，其基本原理是构件内的残余应力影响超声声波传播速度，如果是压缩残余应力，超声波速度会变快，如果是拉伸残余应力，超声波速度会变慢，根据此原理可以测得构件内的残余应力值。

然后，目前，在超声波无损检测法的应用中，还没有可以同时检测同一构件不同渗透深度的残余应力值的装置及方法，也无法同时获得同一构件不同梯度层的残余应力值的变化，就无法监测到构件内部的残余应力沿深度方向分布的变化情况，无法对构件内部残余应力的平衡状态进行监测和分析。

发明内容

本申请提供了一种构件残余应力梯度无损检测装置，以解决无法同时检测构件不同渗透深度的残余应力值的问题。

本申请所提供的一种构件残余应力梯度无损检测装置，包括：

多组发射换能器和接收换能器，彼此对称设置的一个所述发射换能器和一个所述接收换能器为一组，各组的对称轴重合，不同组的所述发射换能器的激励频率不同，越靠近所述对称轴的所述发射换能器的激励频率越大；

与多组所述发射换能器和所述接收换能器耦合连接的声楔块，

所述声楔块分为结构对称的发射连通区和接收连通区两部分，所述发射连通区和所述接收连通区内分别穿过其顶面朝向其底面倾斜设有多组顶面开口、底面封口的圆柱形的发射通道和接收通道，各所述发射通道的底面与所述发射连通区的底面的夹角和各所述接收通道的底面与所述接收连通区的夹角均为第一临界角，彼此对称设置的一个所述发射通道和一个所述接收通道为一组，多个所述发射换能器的发射端与多个所述发射通道的顶部一一对应耦合连接，多个所述接收换能器的接收端与多个所述接收通道的顶部一一对应耦合连接，

所述发射连通区及所述接收连通区的底面压紧于被检测构件的表面，二者接触面布满耦合剂；以及

与多组所述发射换能器及所述接收换能器电连接的计算处理模块，用于获取残余应力参数及计算残余应力大小。