[发明专利]一种残余应力非线性超声检测方法

权利要求书

1.一种残余应力非线性超声检测方法，基于残余应力的非线性超声检测原理，残余应力大小将影响超声二阶系数β和三阶系数δ分量的大小，并与之有一定的对应关系；对某种材料，在超声非线性系数与接收信号基波幅值、谐波幅值之间的定量关系后，将超声二阶非线性系数和三阶非线性系数组合为非线性超声综合参数来计算残余应力。

2.根据权利要求1所述的残余应力非线性超声检测方法，其特征在于：残余应力大小将影响超声二阶系数β和三阶系数δ分量的大小，并与之有一定的对应关系。

3.根据权利要求1所述的残余应力非线性超声检测方法，其特征在于：对某种材料，在超声非线性系数与接收信号基波幅值、谐波幅值之间的定量关系后，将超声二阶非线性系数和三阶非线性系数组合为非线性超声综合参数来计算残余应力。

4.根据权利要求1所述的残余应力非线性超声检测方法，其检测系统特征在于：残余应力非线性超声检测系统应至少具有如下功能：频率设置、超声激励电压控制、高低通滤波、超声接受增益控制、谐波分析算法、信号时间位置显示和残余应力值的计算。

5.根据权利要求1所述的残余应力非线性超声检测方法，其检测系统特征在于：材料构件内部残余应力是具有位置(或深度)、大小和方向的三维矢量，为满足不同方向残余应力检测的需要，残余应力非线性超声检测分为如下四种方式：残余应力非线性超声波斜入射检测方式、残余应力非线性超声反射检测方法、残余应力非线性超声正透射检测方法、任意角度残余应力非线性超声斜透射检测方法。

6.根据权利要求5所述的的残余应力非线性超声检测方法，其残余应力非线性超声波斜入射检测特征在于：在被检测构件的一侧表面，利用基频发射纵波超声换能器和2倍或3倍频接收超声换能器，在指定入射和接收角度产生或接收在表层内沿表层传播的纵波或表面波，可以获得表层内切向残余应力，检测方法；通过改变检测频率而改变波长以实现不同深度范围内的残余应力检测，通过改变发射和接收换能器的间距以调节检测范围或灵敏度。

7.根据权利要求5所述的的残余应力非线性超声检测方法，其残余应力非线性超声反射检测特征在于：在被检测构件的一侧表面，利用垂直发射的基频纵波超声换能器和2倍或3倍频接收超声换能器，在构件表面法向经过耦合介质产生或接收构件内部传播的纵波，可以获得构件法向残余应力，残余应力非线性超声反射检测方法。

8.根据权利要求5所述的的残余应力非线性超声检测方法，其残余应力非线性超声正透射检测特征在于：分别在被检测构件的两侧表面，利用基频发射纵波超声换能器和2或3倍频接收超声换能器，分别垂直放置在被测构件的两侧而形成超声透射检测模式，垂直发射和接收透射超声纵波，可以获得构件内法向残余应力，残余应力非线性超声正透射检测方法。

9.根据权利要求5所述的的残余应力非线性超声检测方法，其任意角度а方向上的残余应力非线性超声斜透射检测特征在于：分别在被检测构件的两侧表面，利用基频发射纵波超声换能器和2或3倍频接收超声换能器，分别按照设计的入射角度(а)放置发射探头和接收探头，在被测构件的两侧面形成超声斜透射检测模式，斜入射超声纵波和斜接收透射超声纵波，可以获得在α入射角度的折射角度方向上的残余应力数值，残余应力非线性超声斜透射检测方法。

10.根据权利要求4所述的超声激励电压控制，其特征在于：非线性超声检测中激励信号要求既具有较高的幅值(通常激励电压大于200V)和较高的频率(通常频率大于1MHz)，通常选取脉冲串作为激励信号，通常脉冲串周期数量在5-15个之间。