申请/专利权人：武汉大学

申请日：2022-06-21

公开（公告）日：2023-01-17

公开（公告）号：CN114910203B

主分类号：G01L1/25

分类号：G01L1/25

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.01.17#授权;2022.09.02#实质审查的生效;2022.08.16#公开

摘要：本发明公开一种基于激光同步诱导超声表面波与空气波的材料表面应力检测方法。该方法步骤如下：选择无残余应力和无加工缺陷的材料；调整脉冲激光器和激光测振仪的激光光斑至应力加载区域；进行应力梯度加载并记录各个应力梯度下的表面波与空气波飞行时间；利用空气波飞行时间计算激光光斑间距和表面波波速变化；绘制波速变化‑应力梯度标定曲线；通过拟合曲线公式计算样品表面应力检测。本发明采用的脉冲激光器同步诱导表面波和空气波，利用同步产生的空气波对表面波应力测量进行修正，从而解决的传统表面波因工件结构变形和光斑间距畸变导致的应力测量误差，实现高耸结构表面的弯曲应力等复杂应力形式的准确测量。

主权项：1.基于激光同步诱导超声表面波与空气波的材料表面应力检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.选用退火处理后表面无残余应力和加工缺陷的样品，置于材料万能试验机上，使之处于待加载状态；S2.布置激光测振仪对准样品，调整测振仪的激光光斑位置至应力加载区域，并使激光垂直照射在材料表面；S3.选用脉冲激光器作为激励超声表面波和空气波的振动波源，调整脉冲激光光斑位置，使其与距离测振仪光斑间距在毫米级；S4.进一步调整脉冲激光光斑位置，使得脉冲激光光斑与测振仪激光光斑的连线与加载应力方向垂直；S5.开启脉冲激光器和激光测振仪，记录零应力状态下的表面波波形，并依据表面波的 波幅位置测量其飞行时间； S6.同时记录零应力状态下空气波的波形，并测量空气波飞行时间，记录测量时的环 境温度； S7.利用材料万能试验机对样品施加载荷形成应力梯度而对应力标定，每个应力梯 度，重复步骤S5、S6，得到各个应力梯度下的表面波飞行时间、空气波； S8.分别计算零应力和加载应力下脉冲激光器光斑与测振仪激光光斑之间的距离和； S9.利用光斑间距和表面波飞行时间，计算表面波波速变化； S10.根据步骤S9计算的各个应力梯度下的表面波波速，绘制表面波波速变化-应力的标定曲线，并拟合计算公式； S11.由某一载荷下计算得到的表面波波速，根据拟合的计算公式，反算出该载荷下 的材料表面应力值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉大学 基于激光同步诱导超声表面波与空气波的材料表面应力检测方法

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