基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法与流程

1.本发明涉及材料检测技术领域，具体为基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法。


背景技术：

2.随着科学技术的迅猛发展，以高温、高压、高速度和高负荷为标志的现代工业对于产品质量的要求也愈加严格。作为产品质量控制和设备安全运行保障的主要手段，检测技术在现代制造业中发挥着其至关重要的作用。与传统的损伤性检测技术相比，无损检测技术能够在保证产品质量的前提下，不破坏产品原来的形状，确保产品的使用性能和安全可靠性，在众多的检测技术之中，利用超声波对工件的表面完整性进行研究一直占据着测量领域的热门地位。
3.若加工过程中温湿度的变化，工件表面、亚表面就会出现不同程度的破坏，由于这些表面、亚表面内存在裂纹、残余应力、加工硬化等损伤，致使工件机械强度的降低，表面质量下降，甚至会导致零件过早失效。
4.所以需要针对上述问题设计基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，以解决上述背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，包括如下步骤：
7.s1：准备封闭性试验箱体，箱体内安装激发装置以及被测物体检测台；
8.s2：对测试空间环境的温度进行加热调整，同时通过加热模块利用加热器对被测物进行加热并记录数据；
9.s3：对测试空间环境的温度进行制冷调整，同时通过制冷模块利用加热器对被测物进行制冷并记录数据；
10.s4:对测试空间环境进行通风干燥，同时通过烘干模块利用烘干器对被测物进行烘干并记录数据；
11.s5:对测试空间环境进行加湿，同时通过加湿模块利用加湿器对被测物进行加湿并记录数据；
12.s6:对温度以及湿度数据进行记录，同时对声表面波传感器的检测数据进行记录，并结合温湿度数据进行统计。
13.优选的，所述步骤s1中的激发装置为脉冲激光器，所述脉冲激光器产生短脉冲激光束在被测物表面激发声表面波信号。
14.优选的，所述步骤s1中通过压电探测器对被测物进行表面波信号进行采集，得到
超声表面波在被测物上传播的频散曲线。
15.优选的，根据表面波传播的波动方程，建立被测物中微小弹性单元沿三维坐标方向的位移公式。
16.优选的，联立弹性介质的波动方程和电磁波方程，获得被测物几何模型表面波基本传播方程。
17.优选的，将表面波在压电介质中传播的波动方程中的理论相速度替换为频散曲线中获得的真值相速度中最小相速度和最大相速度数值，并带入压电介质的密度、泊松比，依次逆向求解非线性方程即可得到被测物的应变力数值。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：发明通过激光声表面波技术摒弃传统检测技术的诸多不足，获得被测物在不同温湿度情况下的应变力数值，从而缩短了工程材料的测试时间，提高试件表面完整性的测试效率，极大的提高检测水平，方便评估被测物在不同环境中进行使用的抗压性以及使用寿命。
附图说明
19.图1为本发明流程结构示意图。
具体实施方式
20.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1，本发明提供的一种实施例：基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，包括如下步骤：
23.s1：准备封闭性试验箱体，箱体内安装激发装置以及被测物体检测台，激发装置为脉冲激光器，所述脉冲激光器产生短脉冲激光束在被测物表面激发声表面波信号；
24.s2：对测试空间环境的温度进行加热调整，同时通过加热模块利用加热器对被测物进行加热并记录数据；
25.s3：对测试空间环境的温度进行制冷调整，同时通过制冷模块利用加热器对被测物进行制冷并记录数据；
26.s4:对测试空间环境进行通风干燥，同时通过烘干模块利用烘干器对被测物进行烘干并记录数据；
27.s5:对测试空间环境进行加湿，同时通过加湿模块利用加湿器对被测物进行加湿并记录数据；
28.s6:对温度以及湿度数据进行记录，同时对声表面波传感器的检测数据进行记录，并结合温湿度数据进行统计。
29.通过压电探测器对被测物进行表面波信号进行采集，得到超声表面波在被测物上传播的频散曲线。
30.根据表面波传播的波动方程，建立被测物中微小弹性单元沿三维坐标方向的位移公式。
31.联立弹性介质的波动方程和电磁波方程，获得被测物几何模型表面波基本传播方程。
32.将表面波在压电介质中传播的波动方程中的理论相速度替换为频散曲线中获得的真值相速度中最小相速度和最大相速度数值，并带入压电介质的密度、泊松比，依次逆向求解非线性方程即可得到被测物的应变力数值。
33.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征：
1.基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：准备封闭性试验箱体，箱体内安装激发装置以及被测物体检测台；s2：对测试空间环境的温度进行加热调整，同时通过加热模块利用加热器对被测物进行加热并记录数据；s3：对测试空间环境的温度进行制冷调整，同时通过制冷模块利用加热器对被测物进行制冷并记录数据；s4:对测试空间环境进行通风干燥，同时通过烘干模块利用烘干器对被测物进行烘干并记录数据；s5:对测试空间环境进行加湿，同时通过加湿模块利用加湿器对被测物进行加湿并记录数据；s6:对温度以及湿度数据进行记录，同时对声表面波传感器的检测数据进行记录，并结合温湿度数据进行统计。2.根据权利要求1所述的基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，其特征在于：所述步骤s1中的激发装置为脉冲激光器，所述脉冲激光器产生短脉冲激光束在被测物表面激发声表面波信号。3.根据权利要求2所述的基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，其特征在于：所述步骤s1中通过压电探测器对被测物进行表面波信号进行采集，得到超声表面波在被测物上传播的频散曲线。4.根据权利要求1所述的基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，其特征在于：根据表面波传播的波动方程，建立被测物中微小弹性单元沿三维坐标方向的位移公式。5.根据权利要求3所述的基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，其特征在于：联立弹性介质的波动方程和电磁波方程，获得被测物几何模型表面波基本传播方程。6.根据权利要求5所述的基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，其特征在于：将表面波在压电介质中传播的波动方程中的理论相速度替换为频散曲线中获得的真值相速度中最小相速度和最大相速度数值，并带入压电介质的密度、泊松比，依次逆向求解非线性方程即可得到被测物的应变力数值。

技术总结
本发明公开了基于声表面波感知被测物温度及应力变化的分析方法，包括如下步骤：S1：准备封闭性试验箱体；S2：对测试空间环境的温度进行加热调整；S3：对测试空间环境的温度进行制冷调整；S4:对测试空间环境进行通风干燥；S5:对测试空间环境进行加湿；S6:对温度以及湿度数据进行记录，同时对声表面波传感器的检测数据进行记录，并结合温湿度数据进行统计。本发明通过激光声表面波技术摒弃传统检测技术的诸多不足，获得被测物在不同温湿度情况下的应变力数值，从而缩短了工程材料的测试时间，提高试件表面完整性的测试效率，极大的提高检测水平，方便评估被测物在不同环境中进行使用的抗压性以及使用寿命。的抗压性以及使用寿命。的抗压性以及使用寿命。


技术研发人员：高小宇 毛广智 王长富 高源隆 王蕴杰 宋秋萍
受保护的技术使用者：北京联横智控科技有限公司
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/9/8