本文關鍵詞：基于聲彈性原理鋼的焊接應力測量方法的研究

  更多相關文章： 聲彈性原理 低碳鋼 殘余應力 織構效應 測量精度

【摘要】：針對目前殘余應力的測量方法不能滿足無損、操作方便、高效、測量精度高等實際生產(chǎn)要求,為了滿足大型工程結構的服役需求,本文基于聲彈性原理,針對生產(chǎn)中應用廣泛的鋼材料,對影響鋼應力測量的織構效應進行了研究,針對織構效應提出了改進方案,并通過一系列實驗進行了驗證,開發(fā)出了一種能夠對鋼結構的表面應力進行無損、快速、高精度測量的超聲測量方法。為了采用超聲波法對鋼中的應力測量方法,本文首先基于聲彈性原理分析了非線彈性理論下的聲彈性方程,推導出了LCR波在各向同性介質和在各向異性介質中的聲彈性方程,為應力的測量奠定了理論基礎。應力的測量需要一套測量系統(tǒng)作為載體,本文主要從硬件和軟件兩個方面對系統(tǒng)進行了搭建。根據(jù)LCR波在鋼中的傳播特性,測量出了低碳鋼的第一臨界折射角,并利用該角度設計出了收發(fā)一體式、一發(fā)雙收式、標定測量一體式等三種超聲換能器;根據(jù)功能需求,搭建出了由上位機、系統(tǒng)激勵、超聲換能器組成且能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、波形調制、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)存儲與計算功能的硬件系統(tǒng);利用Lab VIEW程序開發(fā)軟件,編輯出了能實現(xiàn)協(xié)調激勵信號的發(fā)射、超聲反饋信號的接受、反饋電信號的轉化與計算、數(shù)據(jù)結果的篩選、存儲和最終顯示功能的超聲測量系統(tǒng)軟件。針對影響鋼應力測量的織構效應,通過超聲測量結果分析了低碳鋼中組織織構對超聲測量結果的影響,根據(jù)織構對超聲測量造成影響的三個可能原因,分別采用方向性標定實驗、超聲換能器的降頻實驗、設置超聲測量軟件參數(shù)這三個方面出發(fā)進行實驗驗證,實驗結果證明,采用方向性標定、超聲換能器降頻、重新設置軟件參數(shù)這三種方法在降低超聲測量過程中的織構效應上是有效的。為了驗證超聲測量系統(tǒng)的測量精度,運用該系統(tǒng)對低碳鋼對接平板的焊接殘余應力進行了測量,并采用小孔法和有限元法同超聲系統(tǒng)的測量結果進行了對比,結果表明:超聲測量的最大偏差不超過15%σs,整體平均偏差在10.06%σs在一定條件下可以代替應用較廣泛的小孔法。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG404

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣艷平,肖劉;射線衍射法測Zn電鍍層中的殘余應力[J];湘潭大學自然科學學報;2001年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姚凱;王正道;丁克勤;;磁測殘余應力研究進展[A];北京力學會第15屆學術年會論文摘要集[C];2009年

，

本文編號：1297254