一种用于板状试样非线性超声检测的实验平台

1.本发明属于非线性超声检测实验平台技术领域，具体涉及一种用于板状试样非线性超声检测的实验平台。


背景技术：

2.随着材料科学与制造技术的发展，大量新材料、新结构不断得到应用，工程实践中对检测技术的要求也不断提高，微裂纹/微缺陷的检测、复杂形状零件的检测、大型结构远端的检测、复合材料结构的检测、粘接质量的检测和对材料力学性能的无损评价等需求不断出现。
3.传统线性超声检测技术受原理所限，对一些缺陷不可检或对检测不敏感。非线性超声检测技术主要是观测材料的非线性声学响应，判断依据是信号在频域中的改变（材料中的微缺陷将会引起检测中超声波的非线性变化而产生高次谐波、次谐波、直流分量和混频信号等）， 这种检测方法可以克服传统超声检测方法对材料微损伤不敏感的缺陷。
4.当前对利用非线性超声检测去评估材料的微缺陷以及性能退化程度主要集中于实验研究方面，但是目前在实验室中对于标准板状试样的非线性超声检测存在试样、探头不便固定、每次实验时探头于试样之间耦合力前后不一、多区域检测步骤繁琐等问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于板状试样非线性超声检测的实验平台，其操作简单、实验测量方便、实验难度小、实验效率高。
6.本发明提供如下技术方案：一种用于板状试样非线性超声检测的实验平台，包括支撑机构，所述支撑机构上设有两组相对设置的试样紧固机构，每组试样紧固机构对应设置有一组耦合力传导机构，耦合力传导机构活动设置在支撑机构上；所述支撑机构还固定设置有用于对耦合力传导机构进行移动控制的水平传动机构。
7.进一步的，所述支撑机构包括基板及导轨，导轨设置在基板上。
8.进一步的，所述试样紧固机构包括试样支撑台及试样紧固片，试样支撑台可调节设置在试样支撑台上，试样紧固片可调节设置在试样支撑台上。
9.进一步的，所述试样紧固片的数量为两个，两个试样紧固片并列设置用于夹持样品。
10.进一步的，任一一组试样紧固机构上中的样支撑台上设有刻度尺，刻度尺设置在两组试样紧固机构之间。
11.进一步的，所述耦合力传导机构包括支撑架、探头夹持装置及探头，支撑架滑动配合设置在导轨上，探头夹持装置通过压力传导螺杆与支撑架相连接，压力传导螺杆的外侧套设有弹簧，弹簧位于探头夹持装置与支撑架之间；所述探头设置在探头夹持装置的下部。
12.进一步的，所述压力传导螺杆的上端设有耦合力传导装置螺母，耦合力传导装置螺母上设有便于人手操作的把手。
13.进一步的，所述水平传动机构包括水平传动连接件、传动支架、轴承座、双头螺丝杆及转盘；水平传动连接件固定设置在支撑架上，传动支架固定设置在基板上，轴承座固定设置在传动支架上，双头螺丝杆通过螺母一穿设在轴承座上，转盘设置在双头螺丝杆的外端，双头螺丝杆的内端与水平传动连接件相连接。
14.通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明实验平台适用性强，可用于各种不同尺寸的板状试样及不同型号大小的探头；且探头与试样之间耦合力的调节灵活方便，可保证多次实验的条件一致；此外，还能够在实验过程中进行精准定位，具有对探头测量位置进行粗调与细调的功能。
附图说明
15.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明耦合力传导系统的结构示意图；图3为本发明试样支撑台的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
17.相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
18.请参阅图1-3，一种用于板状试样非线性超声检测的实验平台，包括支撑机构、试样紧固机构、耦合力传导机构及水平传动机构。
19.具体的，支撑机构用于承载其他机构，包括基板1及导轨2，导轨2包括两侧的滑动导轨及中部的滑动导轨。
20.具体的，试样紧固机构的数量为两组，两组试样紧固机构相对设置，分别用于夹持试样6的两端。试样紧固机构包括支撑台3及试样紧固片16，试样支撑台3可调节设置在试样支撑台3上，试样紧固片16的数量为两个，两个试样紧固片16并列设置，两个试样紧固片16之间形成样品6的放置空间。其中一组试样紧固机构中的试样支撑台3上设置有刻度尺5位于两组试样紧固机构之间，用于特定位置的非线性超声检测操作。
21.具体的，每组试样紧固机构的上方对应设置有耦合力传导机构，耦合力传导机构包括支撑架12、探头夹持装置13及探头4；支撑架12整体呈倒u型结构，其两竖直端均滑动配合设置在导轨2上，探头夹持装置13设置在支撑架12水平段的下方，其通过压力传导螺杆14与支撑架12相连接，压力传导螺杆14的外侧套设有弹簧15，弹簧15位于探头夹持装置13与支撑架12之间；探头4设置在探头夹持装置13的下部。
22.具体的，压力传导螺杆14的上端设有耦合力传导装置螺母14-1，耦合力传导装置螺母14-1上设有便于人手操作的把手，本实施例中，把手采用杆件结构。
23.具体的，每组耦合力传导机构对应设置有一组水平传动机构，水平传动机构包括
水平传动连接件7、传动支架8、轴承座10、双头螺丝杆11及转盘9。轴承座10采用外球面立式轴承座带轴承。
24.水平传动连接件7固定设置在支撑架12上，传动支架8固定设置在基板1上，轴承座10固定设置在传动支架8上，双头螺丝杆11通过螺母一17穿设在轴承座10上，转盘9设置在双头螺丝杆11的外端，双头螺丝杆11的内端与水平传动连接件7相连接。
25.本实施例实验平台的试验过程如下：步骤1、顺时针旋转耦合力传导装置螺母14-1，使压力弹簧15受力压缩带动探头夹持装置13沿z轴上升至可以放入试样6与探头4的高度，逆时针旋转轴承座10上固定双头螺丝杆11的螺母一17，通过向外拉动转盘9将耦合力传导系统c拉至可放入试样6的位置，将试样支撑台3中的一字螺丝3-1松掉至可以轻松调节试样支撑台3的水平位置，以便放入试样6。
26.步骤2、设计被测试样尺寸6，根据试样尺寸调节试样支撑台3水平跨度，拧紧一字螺丝3-1固定试样支撑台3，放入试样6并移动试样紧固片16紧贴试,6，并通过螺栓16-1固定试样6。
27.步骤3、在试样6上表面涂抹耦合剂，将收发探头4与试样6通过耦合剂贴合保证两者之间无气泡，通过拉动转盘9将探头夹持装置13放于探头4上方合适位置，调节耦合力传导装置使其固定于同一水平线上，逆时针旋转耦合力传导装置螺母14-1，压力弹簧15受压力带动探头夹持装置13沿z轴即竖直方向下降至与探头4接触，此时继续逆时针旋转耦合力传导装置螺母14-1至压力弹簧15所承受的压力全部传导至探头4上方，调节压力传导装置两边的螺母二13-1固定探头。
28.步骤4、顺时针旋转轴承座10上固定双头螺丝杆11的螺母一17使压紧双头螺丝杆11限制其水平运动，转动转盘9细调耦合力传导装置的水平位置，将探头4根据刻度尺5移动到特定位置进行非线性超声检测。
29.步骤5、至此，实验结束，保存数据，重复进行下一试样6的实验。
30.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。