缺陷/應(yīng)力交互對碳鋼L cr 波聲彈性系數(shù)的影響
發(fā)布時間：2021-01-09 00:24
基于Lcr波聲彈性理論,探討缺陷及其尺寸對Lcr波評價應(yīng)力的影響機(jī)理。結(jié)合"當(dāng)量法"預(yù)制不同直徑盲孔,采用互相關(guān)系數(shù)函數(shù)計(jì)算Lcr波時間差,通過線性擬合得到Lcr波聲彈性系數(shù),基于彈塑性變形和圓孔應(yīng)力集中理論澄清盲孔直徑對Lcr波聲彈性系數(shù)的影響機(jī)理。結(jié)果表明:各直徑盲孔Lcr波時間差隨應(yīng)力增大基本呈線性增加,但其非線性特征亦逐漸明顯,線性階段的最大應(yīng)力值小于試樣屈服強(qiáng)度;Lcr波聲彈性系數(shù)隨盲孔直徑增大逐漸減小,并趨于平穩(wěn)。分析認(rèn)為,盲孔應(yīng)力集中是導(dǎo)致上述結(jié)果的主要原因,試樣各向異性組織及盲孔深度也是其重要因素。
【文章來源】：材料工程. 2017,45(07)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
圖１預(yù)置盲孔靜載拉伸試樣示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｒｅｓｅｔｂｌｉｎｄ－ｈｏｌｅｓｔａｔｉｃｔｅｎｓｉｌｅｓｐｅｃｉｍｅｎ
Ｌｃｒ波換能器與Ｑ２３５鋼間耦合對應(yīng)力評價結(jié)果的影響，采用自制Ｌｃｒ波換能器夾具保持換能器與Ｑ２３５鋼間耦合壓力恒定不變，并對各載荷Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波重復(fù)采集３次。對比可知，載荷相同時，Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波基本重合。鑒于此，以第１次采集的Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波為分析對象，探討不同直徑盲孔時Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波沿時間軸隨應(yīng)力的變化規(guī)律。不同應(yīng)力時，直徑分別為０．５，３．０ｍｍ盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波（接收信號）如圖２所示。由圖２可知，隨應(yīng)力增大，直徑為０．５，３．０ｍｍ盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波沿時間軸的變化規(guī)律基本相同，即隨應(yīng)力增大，盲孔處Ｌｃｒ波沿時間軸逐漸向右移動，這表明Ｌｃｒ波通過相同距離所需傳播時間逐漸延長，因而Ｌｃｒ波在Ｑ２３５鋼中的傳播速度隨應(yīng)力增大逐漸減小，這與Ｌｃｒ波聲彈性理論是相符的；當(dāng)應(yīng)力分別達(dá)到２００ＭＰａ和２３０ＭＰａ（小于試樣屈服強(qiáng)度）時，再隨應(yīng)力增大，盲孔處Ｌｃｒ波沿時間軸呈不規(guī)律變化，即Ｌｃｒ波傳播速度隨應(yīng)力增大呈不規(guī)律變化，這與Ｌｃｒ波聲彈性理論略有不符。分析認(rèn)為，盲孔處Ｑ２３５鋼的變形狀態(tài)是決定Ｌｃｒ波在其中的傳播速度隨應(yīng)力變化的關(guān)鍵，盲孔應(yīng)力集中效應(yīng)引起的局部區(qū)域應(yīng)力遠(yuǎn)大于試樣平均應(yīng)力是導(dǎo)致上述結(jié)果的主要原因。圖２不同直徑盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波（ａ）０．５ｍｍ；（ｂ）３．０ｍｍＦｉｇ．２ＬｃｒｗａｖｅｏｆＱ２３５ｓｔｅｅｌｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｌ
ｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｌｉｎｄ－ｈｏｌｅ（ａ）０．５ｍｍ；（ｂ）３．０ｍｍ為獲得Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波聲彈性系數(shù)，通過式（１）計(jì)算各應(yīng)力時Ｌｃｒ波時間差。前期相關(guān)研究［１８］表明，互相關(guān)步長是影響式（１）計(jì)算結(jié)果的重要因素，隨互相關(guān)步長增大，互相關(guān)系數(shù)函數(shù)計(jì)算結(jié)果精度越高，Ｌｃｒ波時間差計(jì)算結(jié)果精度亦越高。鑒于此，本工作選擇１周期長度為互相關(guān)步長計(jì)算盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波時間差，并建立Ｌｃｒ波時間差與應(yīng)力間關(guān)系，如圖３所示。圖３表明，盲孔直徑不同時，盲孔處Ｌｃｒ波時間差隨應(yīng)力變化的規(guī)律基本相同。低應(yīng)力階段，盲孔處Ｌｃｒ波時間差基本呈線性規(guī)律隨應(yīng)力增大而增加，與理論變化規(guī)律差別不明顯；高應(yīng)力階段，盲孔處Ｌｃｒ波時間差隨應(yīng)力增大而增加，但Ｌｃｒ波時間差波動較明顯，且隨應(yīng)力增大，實(shí)驗(yàn)規(guī)律與理論規(guī)律間差別亦越明顯；當(dāng)應(yīng)力分別達(dá)到２００，２０８，２１５，２２０，２２５，２３０ＭＰａ時，盲孔處Ｌｃｒ波時圖３不同直徑盲孔處Ｌｃｒ波時間差與應(yīng)力曲線Ｆｉｇ．３ＣｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｉｍｅｏｆｆｌｉｇｈｔｂｅｔｗｅｅｎＬｃｒｗａｖｅａｎｄｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｌｉｎｄ－ｈｏｌｅ間差隨應(yīng)力增大呈非線性規(guī)律變化。對比相同應(yīng)力時盲孔處Ｌｃｒ波時間差可知，隨盲孔直徑增大，Ｌｃｒ波時間差９９
本文編號：2965603
【文章來源】：材料工程. 2017,45(07)北大核心
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【部分圖文】：
圖１預(yù)置盲孔靜載拉伸試樣示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｒｅｓｅｔｂｌｉｎｄ－ｈｏｌｅｓｔａｔｉｃｔｅｎｓｉｌｅｓｐｅｃｉｍｅｎ
Ｌｃｒ波換能器與Ｑ２３５鋼間耦合對應(yīng)力評價結(jié)果的影響，采用自制Ｌｃｒ波換能器夾具保持換能器與Ｑ２３５鋼間耦合壓力恒定不變，并對各載荷Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波重復(fù)采集３次。對比可知，載荷相同時，Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波基本重合。鑒于此，以第１次采集的Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波為分析對象，探討不同直徑盲孔時Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波沿時間軸隨應(yīng)力的變化規(guī)律。不同應(yīng)力時，直徑分別為０．５，３．０ｍｍ盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波（接收信號）如圖２所示。由圖２可知，隨應(yīng)力增大，直徑為０．５，３．０ｍｍ盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波沿時間軸的變化規(guī)律基本相同，即隨應(yīng)力增大，盲孔處Ｌｃｒ波沿時間軸逐漸向右移動，這表明Ｌｃｒ波通過相同距離所需傳播時間逐漸延長，因而Ｌｃｒ波在Ｑ２３５鋼中的傳播速度隨應(yīng)力增大逐漸減小，這與Ｌｃｒ波聲彈性理論是相符的；當(dāng)應(yīng)力分別達(dá)到２００ＭＰａ和２３０ＭＰａ（小于試樣屈服強(qiáng)度）時，再隨應(yīng)力增大，盲孔處Ｌｃｒ波沿時間軸呈不規(guī)律變化，即Ｌｃｒ波傳播速度隨應(yīng)力增大呈不規(guī)律變化，這與Ｌｃｒ波聲彈性理論略有不符。分析認(rèn)為，盲孔處Ｑ２３５鋼的變形狀態(tài)是決定Ｌｃｒ波在其中的傳播速度隨應(yīng)力變化的關(guān)鍵，盲孔應(yīng)力集中效應(yīng)引起的局部區(qū)域應(yīng)力遠(yuǎn)大于試樣平均應(yīng)力是導(dǎo)致上述結(jié)果的主要原因。圖２不同直徑盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波（ａ）０．５ｍｍ；（ｂ）３．０ｍｍＦｉｇ．２ＬｃｒｗａｖｅｏｆＱ２３５ｓｔｅｅｌｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｌ
ｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｌｉｎｄ－ｈｏｌｅ（ａ）０．５ｍｍ；（ｂ）３．０ｍｍ為獲得Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波聲彈性系數(shù)，通過式（１）計(jì)算各應(yīng)力時Ｌｃｒ波時間差。前期相關(guān)研究［１８］表明，互相關(guān)步長是影響式（１）計(jì)算結(jié)果的重要因素，隨互相關(guān)步長增大，互相關(guān)系數(shù)函數(shù)計(jì)算結(jié)果精度越高，Ｌｃｒ波時間差計(jì)算結(jié)果精度亦越高。鑒于此，本工作選擇１周期長度為互相關(guān)步長計(jì)算盲孔處Ｑ２３５鋼Ｌｃｒ波時間差，并建立Ｌｃｒ波時間差與應(yīng)力間關(guān)系，如圖３所示。圖３表明，盲孔直徑不同時，盲孔處Ｌｃｒ波時間差隨應(yīng)力變化的規(guī)律基本相同。低應(yīng)力階段，盲孔處Ｌｃｒ波時間差基本呈線性規(guī)律隨應(yīng)力增大而增加，與理論變化規(guī)律差別不明顯；高應(yīng)力階段，盲孔處Ｌｃｒ波時間差隨應(yīng)力增大而增加，但Ｌｃｒ波時間差波動較明顯，且隨應(yīng)力增大，實(shí)驗(yàn)規(guī)律與理論規(guī)律間差別亦越明顯；當(dāng)應(yīng)力分別達(dá)到２００，２０８，２１５，２２０，２２５，２３０ＭＰａ時，盲孔處Ｌｃｒ波時圖３不同直徑盲孔處Ｌｃｒ波時間差與應(yīng)力曲線Ｆｉｇ．３ＣｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｉｍｅｏｆｆｌｉｇｈｔｂｅｔｗｅｅｎＬｃｒｗａｖｅａｎｄｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｌｉｎｄ－ｈｏｌｅ間差隨應(yīng)力增大呈非線性規(guī)律變化。對比相同應(yīng)力時盲孔處Ｌｃｒ波時間差可知，隨盲孔直徑增大，Ｌｃｒ波時間差９９
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