一种基于超声检测的结构动态应力测试方法技术

本发明专利技术提供了一种基于超声检测的结构动态应力测试方法，包括：针对被测构件进行测试方案制定，确定表面应力测试方案和内部应力测试方案；按照表面应力测试方案和内部应力测试方案分别进行超声检测装置部署；通过超声检测装置针对被测构件超声检测，获取超声波速；将超声波速结合被测构件的属性信息进行动态应力分析，得到动态应力分析数据；根据动态应力分析数据确定结构动态应力测试结果。本发明专利技术提出了一种基于超声检测的结构动态应力测试方法，利用超声设备采用超声测试分别进行表面应力测试和内部应力测试，从而对被测构件实现全面应力测试，无需工作人员参与操作，降低对工作人员的要求，同时还提高了结构动态应力测试结果的准确性。结果的准确性。结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声检测的结构动态应力测试方法


[0001]本专利技术涉及超声波无损检测领域，特别涉及一种基于超声检测的结构动态应力测试方法。

技术介绍

[0002]动态应力的是被测构件在动态荷载的作用下构件内部应力随时间不断变化应力，构件的动态应力对被测构件的强度及使用寿命有影响，特别是一些构件的疲劳损伤与结构的动态应力直接相关，通过对动态应力的测量，对被测构件的强度和刚度有所了解和掌握，从而确保构件能安全、合理正常的工作。
[0003]目前，在对结构的动态应变进行测量时往往采用在结构表面安装应变计或应变仪，通过结构表面与应变计的协同变形测量出结构表面的动态应变，但这样通常只能够根据结构表面应力变化分析，而且还必需得专业人士才能进行，不仅误差大，准确性低，要求还高，因此，本专利技术提出一种基于超声检测的结构动态应力测试方法，利用超声设备采用超声测试分别进行表面应力测试和内部应力测试，从而对被测构件实现全面应力测试，无需工作人员参与操作，降低对工作人员的要求，同时还提高了结构动态应力测试结果的准确性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于超声检测的结构动态应力测试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于超声检测的结构动态应力测试方法，包括：
[0006]针对被测构件进行测试方案制定，确定表面应力测试方案和内部应力测试方案；
[0007]按照所述表面应力测试方案和所述内部应力测试方案分别进行超声检测装置部署；
[0008]通过所述超声检测装置针对所述被测构件超声检测，获取超声波速；
[0009]将所述超声波速结合所述被测构件的属性信息进行动态应力分析，得到动态应力分析数据；
[0010]根据所述动态应力分析数据确定结构动态应力测试结果。
[0011]进一步地，所述针对被测构件进行测试方案制定包括：分析被测构件，针对所述被测构件确定表面应力测试位置以及内部应力测试位置，并确定在表面应力测试过程中测试参数以及在内部应力测试过程中测试参数。
[0012]进一步地，所述超声装置包括：表面超声检测装置和内部超声检测装置，按照所述表面应力测试方案和所述内部应力测试方案分别进行超声检测装置部署时，所述表面超声检测装置按照表面应力测试方案部署在所述被测部件的表面，所述内部超声检测装置按照所述内部应力测试方案也是部署在所述被测部件的表面。
[0013]进一步地，所述表面应力测试方案采用的是平测法，所述表面超声检测装置包括：发射换能器、接收换能器、楔块和固定件，所述楔块包括第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和所述第二楔块分别部署在所述被测固件的表面，所述第一楔块和所述第二楔块之间通过所述固定件连接，所述发射换能器与所述接收换能器相对设置，而且所述发射换能器固定在所述第一楔块中，与所述被测构件呈现一定的夹角，所述接收换能器固定在所述第二楔块中，与所述被测构件呈现一定的夹角。
[0014]进一步地，所述内部应力测试方案采用的是对测法，所述内部超声检测装置包括：横波发射探头和接收探头，所述声波发射探头和所述接收探头分别位于所述测试构件的两个对面上的对应位置。
[0015]进一步地，通过所述超声检测装置针对所述被测构件超声检测，获取超声波速时，利用所述表面超声检测装置，通过所述发射换能器向所述被测部件发送临界折射波，所述临界折射波经过所述被测部件由所述接收换能器接收，根据所述临界折射波在所述被测部件中传播的时间以及传播距离得到表面测试速度，其中，所述临界折射波识根据Snell定律，超声声波在从波速较慢的介质传播到波速较快的介质中时，入射角使折射声波的折射角等于90
°
时的声波。
[0016]进一步地，通过所述超声检测装置针对所述被测构件超声检测，获取超声波速时，利用所述内部超声检测装置，从所述横波发射探头发射超声波，经过所述被测部件后由所述接收探头接收，针对所述横波发射探头发射的发射波以及所述接收探头接收到的接收波进行分析，包括：根据所述发射波与接收波之间的时间差确定所述超声波在所述被测部件中的传播时间，将所述传播时间结合所述横波发射探头与所述接收探头之间的直线距离得到内部测试波速。
[0017]进一步地，将所述超声波速结合所述被测构件的属性信息进行动态应力分析时根据声弹性理论进行分析，包括：
[0018]获取所述被测部件在零应力状态下的传播速度，得到初始传播速度；
[0019]根据声弹性理论，确定应力大小与传播速度之间的关系；
[0020]针对所述应力大小与传播速度之间的关系进行微分处理，得到声速变化与应力变化之间的关系；
[0021]结合时间变化根据时间段内所述超声波速的瞬时速度变化得到应力变化数据；
[0022]对所述应力变化数据按照顺序进行线形拟合，得到动态应力分析数据。
[0023]进一步地，所述被测构件的材料系数通过测试确定，在根据所述表面应力测试方案进行表面超声检测时，在入射点测面及接收点的面沿应力方向安装第一应力/应变计，获得第一应力计测试数据，在根据所述内部应力测试方案进行内部超声检测时，在所述被测构件的超声入射点和接收点之间沿着应力方向安装第二应力/应变计，获得第二应力计测试数据，将所述第一应力计测试数据和所述第二应力计测试数据均值分析得到应力测试结果，根据所述应力测试结果结合时间以及瞬时波速分析确定所述被测构件的材料系数。
[0024]进一步地，针对所述被测构件确定表面应力测试位置以及内部应力测试位置时，针对所述被测构件进行外表检测，包括：
[0025]通过摄像装置针对所述被测构件进行多个角度图像采集，获得多个方位的图像信息；
[0026]根据所述图像信息进行关联方位结合分析，判断所述被测构件表面平整性，得到外表检测结果；
[0027]根据所述外表检测结果，当所述被测构建表面平整时直接进行超声检测装置部署，当所述被测构建表面不平整时，针对所述被测构件进一步确定目标测试位置，并在所述目标测试位置上进行超声检测装置部署。
[0028]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0029]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0030]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0031]图1为本专利技术所述的一种基于超声检测的结构动态应力测试方法的流程示意图；
[0032]图2为本专利技术所述的一种基于超声检测的结构动态应力测试方法中表面超声检测装置的部署示意图；
[0033]图3为本专利技术所述的一种基于超声检测的结构动态应力测试方法中内部超声检测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声检测的结构动态应力测试方法，其特征在于，包括：针对被测构件进行测试方案制定，确定表面应力测试方案和内部应力测试方案；按照所述表面应力测试方案和所述内部应力测试方案分别进行超声检测装置部署；通过所述超声检测装置针对所述被测构件超声检测，获取超声波速；将所述超声波速结合所述被测构件的属性信息进行动态应力分析，得到动态应力分析数据；根据所述动态应力分析数据确定结构动态应力测试结果。2.根据权利要求1所述的结构动态应力测试方法，其特征在于，所述针对被测构件进行测试方案制定包括：分析被测构件，针对所述被测构件确定表面应力测试位置以及内部应力测试位置，并确定在表面应力测试过程中测试参数以及在内部应力测试过程中测试参数。3.根据权利要求1所述的结构动态应力测试方法，其特征在于，所述超声装置包括：表面超声检测装置和内部超声检测装置，按照所述表面应力测试方案和所述内部应力测试方案分别进行超声检测装置部署时，所述表面超声检测装置按照表面应力测试方案部署在所述被测部件的表面，所述内部超声检测装置按照所述内部应力测试方案也是部署在所述被测部件的表面。4.根据权利要求3所述的结构动态应力测试方法，其特征在于，所述表面应力测试方案采用的是平测法，所述表面超声检测装置包括：发射换能器、接收换能器、楔块和固定件，所述楔块包括第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和所述第二楔块分别部署在所述被测固件的表面，所述第一楔块和所述第二楔块之间通过所述固定件连接，所述发射换能器与所述接收换能器相对设置，而且所述发射换能器固定在所述第一楔块中，与所述被测构件呈现一定的夹角，所述接收换能器固定在所述第二楔块中，与所述被测构件呈现一定的夹角。5.根据权利要求3所述的结构动态应力测试方法，其特征在于，所述内部应力测试方案采用的是对测法，所述内部超声检测装置包括：横波发射探头和接收探头，所述声波发射探头和所述接收探头分别位于所述测试构件的两个对面上的对应位置。6.根据权利要求4所述的结构动态应力测试方法，其特征在于，通过所述超声检测装置针对所述被测构件超声检测，获取超声波速时，利用所述表面超声检测装置，通过所述发射换能器向所述被测部件发送临界折射波，所述临界折射波经过所述被测部件由所述接收换能器接收，根据所述临界折射波在所述被测部件中传播的时间以及传播距离得到表面测试速度，其中，所述临界折射波识根据Snell定律，超声声波在从波速较慢的介质传播到波...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑康琳，王陶，樊平，李萍，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：