超声应力检测系统原理介绍.pptx

华 泰 科 技残 余 应 力 分 析 仪产 品 原 理 华 泰 科 技 超 声 残 余 应 力 测 量 概 述n残 余 应 力 是 指 构 件 在 制 造 或 使 用 过 程 中 ，受 力 后 ， 由 于 应 力 场 、 温 度 场 和 组织 不 均 匀 性 等 原 因 ， 在 外 力 撤 除 后构 件 内 仍 保 留 的 应 力 。n 宏 观 上 ， 残 余 应 力 分 为 拉 伸 应 力和 压 缩 应 力 ； n 微 观 上 ， 残 余 应 力 分 为 微 观 结 构应 力 和 晶 内 亚 结 构 应 力 。 华 泰 科 技 残 余 应 力 检 测 方 法 声 时 法 s sl l VVV sinsinsin 0 0 )(sin 101 VVcr 当 纵 波 从 波 速 较 慢 的 介 质 传 播 到 波 速 较 快 的 介 质 当 中 时 ， 会 有 一 个 特殊 入 射 角 使 折 射 纵 波 的 折 射 角 等 于 90度 ， 这 个 角 度 就 是 第 一 临 界 角 。cr 为 第 一 临 界 角第 一 临 界 角 超 声 波 折 射 现 象 中 的 折 射 角 不 仅 与 入 射角 有 关 系 ， 还 与 超 声 波 在 两 种 介 质 中 的 传播 速 度 有 关 华 泰 科 技 产 品 介 绍临 界 折 射 纵 波 n临 界 折 射 纵 波 信 号 波 形 有 机 玻 璃 楔 块 中 的 纵 波 通 过 界 面 传 入 钢 材 时 ， 形 成 折 射 纵 波 ， 当 入 射 角 为第 一 临 界 角 时 ， 折 射 纵 波 沿 试 件 表 面 和 亚 表 面 传 播 ， 称 为 临 界 折 射 纵 波 。临 界 折 射 纵 波 (LCR波 ) 华 泰 科 技 产 品 介 绍LCR波 在 零 自 紧 应 力 介 质 中 的 声 速 为 ： 00 2 V n零 自 紧 应 力 状 态 的 介 质 密 度n二 阶 弹 性 系 数 根 据 声 弹 性 理 论 ， 工 件 有 自 紧 应 力 和 无 自 紧 应 力 情 况 下 ,超 声 波 在 其中 的 传 播 速 度 是 不 同 的 ， 且 传 播 速 度 与 自 紧 应 力 的 大 小 和 状 态 有 一 定 的关 系 。LCR波 沿 自 紧 应 力 方 向 的 声 速 为 ： 1202 4 10 4 23 2( )m lV 华 泰 科 技 残余应力超声无损检测原理自 紧 应 力 测 量 公 式 ： 0K( ) K tt t tn自 紧 应 力 改 变量 n为 声 时 差 ，nK为 应 力 常 数 。 0零 自 紧 力 0 n发 射 探 头 n接 收 探 头n试 样x0 0( , )v tn发 射 探 头 n接 收 探 头n试 样x( , )v tn测 量 原 理有 自 紧 力 华 泰 科 技 临 界 折 射 纵 波 自 紧 应 力 测 量 系 统 方 案 一 发 一 收 的 自 紧 力 测 量 模 式 n 一 发 一 收 测 量 模 式 的 误 差 因 素 ：n(1)温 度 变 化n(2)耦 合 状 态n(3)测 量 仪 器 电 气 延 时n计 算 机 软 件 流 程 图 华 泰 科 技临 界 折 射 纵 波 应 力 测 量 系 统 （ 硬 件 ） 临 界 折 射 纵 波 应 力 测 量 系 统 （ 软 件 ） 超 声 残 余 应 力 分 析 仪 软 硬 件 ： 华 泰 科 技 特 点 及 指 标 适 用 范 围 厚 度 3mm以 上 ， 外 径 100mm 以 上 铁 磁 性 管 道 焊 缝 和 管 道母 材 的 残 余 应 力 检 测检 测 深 度 大 于 2mm防 腐 层 厚 度 0.53.0mm检 测 范 围 -1000MPa 1000MPa检 测 误 差 30MPa工 作 温 度 -20 50 可 信 度 测 量 次 数 5000以 内 为 95%使 用 寿 命 实 验 室 环 境 5年 ， 恶 劣 环 境 2年配 备 高 频 数 据 采 集 卡实 时 显 示 A扫 图 像结 果 显 示 残 余 应 力 值 的 大 小 和 拉 压 状 态检 测 结 果 自 动 保 存 ， Word文 档 形 式 输 出磁 吸 式 传 感 器 可 手 动 断 磁 ， 传 感 器 可 吸附 于 被 测 件 表 面集 成 了 温 度 传 感 器 ， 通 过 温 度 补 偿 消 除温 度 对 检 测 结 果 的 影 响 。软 件 界 面 简 单 直 观 ， 便 于 操 作 。系 统 应 力 检 测 范 围 大 ， 重 复 性 好 ， 精 度高 电 池 板 供 电 ， 可 以 适 应 各 种 野 外 和 现 场检 测 华 泰 科 技 测 量 的 准 确 性 研 究 ： 拉 伸 试 验 对 比 验 证 测 试 系 统 图 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220024681012 14 16 18 20 应力（MPa） 时 差 （ ns） 应力-时差 第一次测试 第二次测试 第三次测试 第四次测试 拉 伸 试 验 对 比 验 证 结 果 （ 线 性 ） 华 泰 科 技 温 度 补 偿 研 究 ： 温 度 补 偿 实 验 温 度 补 偿 （ 线 性 ）0 5 10 15 20 25 30 35 40050100150200 250 温度（） 时差 （n s） 第一次测试 第二次测试 华 泰 科 技 残 余 应 力 分 析 仪产 品 应 用 华 泰 科 技 钢 板 焊 接 应 力 残 余 应 力 检 测 ： -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 2500 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 距焊缝中心距离（mm） 时差 (ns )45号 钢 焊 缝 附 近 残 余 应 力 场 分 布 研 究 45号 钢 焊 缝 附 近 应 力 分 布 测 量 图 由 检 测 结 果 可 知 在 焊 缝 两 侧 ， 越 靠 近 焊 缝 的 位 置 拉 应 力 越 大 ， 在 远离 焊 缝 的 位 置 ， 应 力 状 态 由 拉 应 力 向 压 应 力 过 渡 ， 与 理 论 状 态 相 符 华 泰 科 技 装 甲 车 体 焊 缝 残 余 应 力 场 测 量 应 用 ： 对 国 营 617厂 、 618场 装 甲 车 焊 缝 及 母 材 残 余 应 力 分 布 进 行 检 测 华 泰 科 技 火 炮 身 管 内 壁 残 余 应 力 现 场 测 量 应 用 ： 针 对 国 营 447厂 火 炮 身 管 自 紧 应 力 层 分 布 进 行 的 研 究HP身 管 内 表 面 自 紧 层 应 力 扫 查 装 置 火 炮 身 管 在 使 用 过 程 中 会 受 到 高 温高 压 冲 击 ， 通 常 要 进 行 机 械 自 紧 和 液压 自 紧 ， 提 高 抗 烧 蚀 、 抗 疲 劳 以 及 承受 高 膛 压 的 能 力 由 于 自 紧 应 力 分 布 不均 匀 而 导 致 炮 管 弯 曲 变 形 ， 甚 至 发 生炸 膛 的 事 故 ， 我 们 研 制 了 火 炮 身 管 内壁 残 余 应 力 检 测 系 统 华 泰 科 技 西 部 管 道 局 西 气 东 输 管 道 残 余 应 力 现 场 测 量 应 用 ： 专 为 西 部 管 道 局 科 技 中 心 开 发 了 一 套 适 用 于 1219输 油 管 道 的 焊 缝 残 余 应 力 超 声 测 量 系 统 。 华 泰 科 技 西 部 管 道 局 西 气 东 输 457管 道 残 余 应 力 现 场 测 量 应 用 ： 西 部 管 道 局 根 据 测 试 结 果 将 问 题 管 道 送 往 廊 坊 管 道局 做 打 压 试 验 ， 爆 管 的 结 果 与 测 试 结 果 吻 合 。 华 泰 科 技 铁 轨 残 余 应 力 检 测 应 用 随 着 高 速 列 车 的 应 用 和 发 展 ， 铁 路 运 输 安全 受 到 重 视 ， 铁 轨 在 使 用 过 程 中 受 到 交 变 热 应力 作 用 ， 残 余 应 力 集 中 会 导 致 铁 轨 断 裂 失 效 。针 对 这 一 问 题 ， 我 们 研 制 了 铁 轨 残 余 应 力 超 声检 测 系 统 ， 实 现 对 轨 头 、 轨 腰 和 轨 底 的 残 余 应力 检 测 。 n内 蒙 古 包 头 市 包 钢 集 团 轨 梁 轨 钢 厂 华 泰 科 技 叶 轮 盘 是 航 空 发 动 机 的 重 要 组 成 部 分 ， 在 服 役 期 间 ， 叶 轮 盘 长 期 受 到交 变 载 荷 的 影 响 ， 残 余 应 力 集 中 会 导 致 轮 盘 的 变 形 ， 甚 至 产 生 微 裂 纹 ， 严重 影 响 了 航 天 发 动 机 的 安 装 精 度 和 使 用 寿 命 ， 以 及 叶 轮 盘 服 役 期 间 的 安 全性 。 航 空 涡 轮 盘 残 余 应 力 检 测 应 用 华 泰 科 技 涡 轮 盘 检 测 结 果涡 轮 盘 幅 板 残 余 应 力 二 维 分 布 图 （ A面 ） 。涡 轮 盘 幅 板 残 余 应 力 二 维 分 布 图 （ B面 ） n应 力 值 变 化 折 线 图n应 力 值 变 化 折 线 图 华 泰 科 技 航 空 涡 轮 盘 残 余 应 力 检 测 应 用 华 泰 科 技 残 余 应 力 超 声 检 测 与 射 线 检 测 方 法 比 对X射 线 : 超 声 ：1.离 散 度 ： 大 于 100Mpa； 1. 离 散 度 ： 30Mpa；2.适 合 实 验 室 环 境 使 用 ； 2. 适 合 实 验 室 和 现 场 使 用 ；3.对 工 件 表 面 有 一 定 要 求 ； 3. 对 工 件 表 面 无 特 殊 要 求 ；4.有 微 量 辐 射 ； 4. 无 辐 射 ， 使 用 安 全 ；5.已 有 国 家 标 准 ； 5. 标 准 已 申 报 到 标 委 会 ；6.散 射 角 原 理 ； 6. 声 弹 性 原 理 ；7.表 面 /亚 表 面 残 余 应 力 ； 7. 表 面 和 内 部 ， 深 度 可 调 ；8.操 作 麻 烦 耗 时 ； 8. 操 作 简 单 效 率 高 ； 华 泰 科 技 急 客 户 之 所 急 ，想 客 户 之 所 想 ，为 您 提 供 专 业完 善 的 服 务 ! 华 泰 科 技 谢 谢 关 注 !