超聲應(yīng)力儀的應(yīng)用范圍

只看該作者 · 2018-4-25 10:22:41

超聲應(yīng)力儀的應(yīng)用范圍概述1 概述

基于超聲波聲彈性理論的應(yīng)力測量儀是利用了被測對象中超聲波速與應(yīng)力之間的存在固有的關(guān)系并將這種特性轉(zhuǎn)為數(shù)字信號表征的力學(xué)定量檢測產(chǎn)品。

圖1.1 超聲應(yīng)力儀系統(tǒng)組成原理

圖1.2 聲速變化表征應(yīng)力積聚

現(xiàn)行應(yīng)力檢測方法比較如下：

l 盲孔法

適用于各向彈性材料。操作繁瑣，不適合低水平殘余應(yīng)力測量，僅限于表面殘余應(yīng)力檢測，無法測量內(nèi)部及在線監(jiān)測體應(yīng)力。

l X射線法

適用于彈性各向異性的同性晶態(tài)材料。無損、準確、可靠，測量深度限于微米級。操作需注意電離輻射，成本高，測量效率不高。

l 磁測法

僅適用鐵磁材料。操作簡單，測量快速，準確度較低。

l 超聲法

適用于各種非吸聲材料。測量效率最高且無損，操作簡單便捷安全，隨著現(xiàn)代硬件芯片發(fā)展，精度和分辨率得到了很大提升。

圖1.3 超聲應(yīng)力儀典型應(yīng)用范圍

超聲應(yīng)力儀的應(yīng)用非常廣泛，如圖1.3所示。典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括：各種大型結(jié)構(gòu)件的殘余應(yīng)力測試、軌道交通、航天航空、船舶、焊縫檢測、汽車、橋梁、核工業(yè)等。檢測對象包括：金屬、有機材料、玻璃、非金屬復(fù)合材料、陶瓷等，不僅可以檢測表面應(yīng)力（如殘余應(yīng)力），還可以檢測內(nèi)部應(yīng)力（如螺栓預(yù)緊力）。

2產(chǎn)品特點

超聲波穿透能力比較強，在一些金屬材料中穿透能力可達數(shù)米，并且超聲應(yīng)力儀非常便攜，便于在各種環(huán)境檢測作業(yè)，與其他應(yīng)力檢測方法相比，具有以下優(yōu)勢：

u 對被測對象零損傷

u 測量快速，單點測試不超過5S，可實現(xiàn)實時檢測，也可用于系統(tǒng)集成實現(xiàn)自動化或半自動化應(yīng)力檢測

u 測量深度較大，近表面應(yīng)力檢測深度2mm以內(nèi)，體應(yīng)力檢測深度10mm以上

u 操作安全，無需任何防護

u 既可測量應(yīng)力，也可檢測試件內(nèi)部的缺陷，還可用于高精度測厚

u 適用各類金屬和非金屬的表面和內(nèi)部應(yīng)力檢測

3 性能指標:

2 精度及分辨率：應(yīng)力測量精度可達±10Mpa以內(nèi)，分辨率為0.37* MPa（為聲彈系數(shù)），聲時差分辨率不低于0.37ns。

2 重復(fù)精度：單點重復(fù)測試500次，測量值波動不超過±1.1* MPa。

2 線性度（非線性誤差）：0.5%以內(nèi)。