本文關(guān)鍵詞：基于聲彈性原理鋼的焊接應(yīng)力測量方法的研究

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【摘要】：針對(duì)目前殘余應(yīng)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(shí)際生產(chǎn)要求,為了滿足大型工程結(jié)構(gòu)的服役需求,本文基于聲彈性原理,針對(duì)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的鋼材料,對(duì)影響鋼應(yīng)力測量的織構(gòu)效應(yīng)進(jìn)行了研究,針對(duì)織構(gòu)效應(yīng)提出了改進(jìn)方案,并通過一系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,開發(fā)出了一種能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)的表面應(yīng)力進(jìn)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(duì)鋼中的應(yīng)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(dǎo)出了LCR波在各向同性介質(zhì)和在各向異性介質(zhì)中的聲彈性方程,為應(yīng)力的測量奠定了理論基礎(chǔ)。應(yīng)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(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(shè)計(jì)出了收發(fā)一體式、一發(fā)雙收式、標(biāo)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(jī)、系統(tǒng)激勵(lì)、超聲換能器組成且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、波形調(diào)制、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)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(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)激勵(lì)信號(hào)的發(fā)射、超聲反饋信號(hào)的接受、反饋電信號(hào)的轉(zhuǎn)化與計(jì)算、數(shù)據(jù)結(jié)果的篩選、存儲(chǔ)和最終顯示功能的超聲測量系統(tǒng)軟件。針對(duì)影響鋼應(yīng)力測量的織構(gòu)效應(yīng),通過超聲測量結(jié)果分析了低碳鋼中組織織構(gòu)對(duì)超聲測量結(jié)果的影響,根據(jù)織構(gòu)對(duì)超聲測量造成影響的三個(gè)可能原因,分別采用方向性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、超聲換能器的降頻實(shí)驗(yàn)、設(shè)置超聲測量軟件參數(shù)這三個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,采用方向性標(biāo)定、超聲換能器降頻、重新設(shè)置軟件參數(shù)這三種方法在降低超聲測量過程中的織構(gòu)效應(yīng)上是有效的。為了驗(yàn)證超聲測量系統(tǒng)的測量精度,運(yùn)用該系統(tǒng)對(duì)低碳鋼對(duì)接平板的焊接殘余應(yīng)力進(jìn)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(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)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(yīng)用較廣泛的小孔法。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG404

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1297254