面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法

2023-09-17 12:20:45 2

面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法
【專利摘要】本發明公開了一種面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法，其首計算不同壓強下每個掃描點的超聲反射率；然後擬合求得初始壓強-反射率關係；根據求得的初始壓強-反射率關係，計算在不同壓力下結合面所有掃描點壓強，得到整個結合面的總的壓力F：將F與利用壓力傳感器測量到的實際壓力F0計算標定係數；然後重新計算每個掃描點的壓強值Pi得到修正後的壓強值Pi』，計算不同壓力下結合面中心壓強分布平坦區域掃描點的壓強Pi』的均值Pα，利用所得的Pα與該區域對應的反射率均值R0重新擬合求得新的壓強-反射率曲線。本發明採用迭代方式構建壓強-反射率曲線，能夠構建準確的壓強-反射率關係，實現結合面接觸壓強的準確檢測。
【專利說明】面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於超聲檢測【技術領域】，涉及一種壓強-反射率曲線的構建，尤其是一種面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法。
【背景技術】
[0002]機械系統中大量存在的結合面對系統性能有重要影響。隨著高端裝備製造、裝配環節的日益精量化，實現對結合面接觸壓強分布的準確檢測尤為迫切。而由於結合面的封閉性，給實驗測量帶來諸多困難。目前結合面接觸壓強分布的測量方法，主要有薄膜法和超聲法。其中薄膜法是在結合面之間置入具有一定厚度的薄膜傳感器，利用該傳感器檢測接觸壓強分布。但是薄膜法改變了工件的接觸狀況，進而會影響檢測精度，且對於已經裝配好的工件，薄膜法也不再適用。而超聲檢測能夠實現對接觸壓強分布的直接無損檢測。現有的超聲檢測方法，要首先製作與被測對象相同材料、表面形貌的試件，通過實驗獲取壓強-反射率曲線，然後檢測被測結合面的超聲波反射率(即超聲脈衝反射波與入射波的比值)，將反射率帶入上述曲線中即可得到結合面的壓強分布。但是由於採用目前方法構建的壓強-反射率曲線不夠準確，導致超聲法檢測結果與理論模型計算結果差距較大，檢測精度較低。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率 曲線構建方法。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0005]這種面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法，包括以下步驟:
[0006]I)利用聚焦超聲探頭掃描結合面，計算不同壓強下每個掃描點的超聲反射率；然後利用結合面中心壓強分布平坦區域掃描點的反射率均值Rtl及對應的壓強Po，擬合求得初始壓強-反射率關係，如式(I)所示:
【權利要求】
1.一種面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)利用聚焦超聲探頭掃描結合面，計算不同壓強下每個掃描點的超聲反射率；然後利用結合面中心壓強分布平坦區域掃描點的反射率均值Rtl及對應的壓強Po，擬合求得初始壓強-反射率關係，如式(I)所示:
P0=f(R0) (I) 2)根據式(I)求得的初始壓強-反射率關係，計算在不同壓力下結合面所有掃描點壓強Pi,然後，將Pi帶入下面式(2)，得到整個結合面的總的壓力F:
2.根據權利要求1所述的面向結合面壓強檢測的壓強-超聲反射率曲線構建方法，其特徵在於，步驟I)中，反射率均值Rtl及對應的壓強Ptl的獲取方法具體如下: (1)為檢測螺栓結合面接觸壓強分布，按照與螺栓結合面相同的材料、表面粗糙度加工兩個試件:上試件和下試件，將兩試件安裝到壓力加載試驗臺上； (2)獲得參考信號:在結合面試件未接觸的時候，利用奧林巴斯V319型15MHz水浸式聚焦超聲波探頭對上試件進行掃描，利用5800超聲波脈衝發射接收器發射並接受超聲脈衝信號，利用泰克MS04104示波器進行接收並保存到電腦上，得到結合面上各個掃描點上的超聲回波信號，該組信號為參考信號； (3)保持上試件不動，讓下試件與上試件接觸，並施加不同的壓力，其中壓力的大小可以由壓力傳感器測得；按照第一次掃描的軌跡對結合面進行重新掃描，得到不同壓力下結合面上各個掃描點的超聲回波信號，該回波信號為結合面信號； (4)分別對參考信號與結合面信號進行傅立葉變換，並計算每個掃描點在不同壓力下的反射率；結合面所有點的反射率組成反射率矩陣，得到反射率均值Rtl ； (5)根據壓力計算結合面的平均壓強，平均壓強的80%即為中心區域壓強，即反射率均值Rtl對應的壓強Po。
【文檔編號】G01N29/44GK103822968SQ201310551984
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】李寶童, 杜飛, 洪軍, 羅增, 許穎 申請人:西安交通大學