[发明专利]一种JHL-3代用料损伤度超声检测方法及超声检测系统

权利要求书

1.一种JHL-3代用料损伤度超声检测方法，其特征在于，包括：

采用非线性弹簧模型、低频Maxwell模型并联组成Z-W-T非线性粘弹本构模型；

将材料损伤度引入所述Z-W-T非线性粘弹本构模型，构建含损伤的Z-W-T本构模型；

根据含损伤材料中的超声非线性模型和所述含损伤的Z-W-T本构模型，构建损伤非线性超声检测模型；

根据所述损伤非线性超声检测模型对JHL-3代用料进行超声检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Z-W-T非线性粘弹本构模型为：

f_e(ε)＝E₀ε+αε²+βε³

其中，σ为材料应力，ε为材料压缩应变，f_e(ε)为高分子粘结剂的非线性弹簧模型，由三个弹性常数E₀、α、β表示为ε的三次函数关系，为低频Maxwell模型，为应变率，E₂和θ为Maxwell模型的弹性常数及松弛时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含损伤的Z-W-T本构模型为：

其中，D为材料损伤度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

根据超声非线性理论，采用超声二倍频的幅值，计算得到材料的二阶非线性系数与损伤度的关系式为：

其中，x为声程，k为声波波数，为材料的二阶非线性系数，当超声传播距离和入射频率保持一定，声程x与波数k为常数，则令m＝αk²x/4E₀，所述关系式简化为：

其中，m为材料的损伤因子。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述损伤非线性超声检测模型为：

其中，m为材料的损伤因子，为材料的二阶非线性系数，ε₀为材料的初始损伤，ε_c为材料的临界损伤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述损伤非线性超声检测模型在应变相关时为阶跃函数，表示其在初始损伤应变ε₀处不连续，且随着非线性系数的上升，损伤度逐渐增大，上升速率逐渐降低至破坏。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

通过对材料的未损伤度与非线性参量进行线性化处理的方式，拟合得到所述材料的损伤因子m，计算公式为：

其中，材料的未损伤度R＝1-D，非线性参量

8.一种超声检测系统，其特征在于，包括收发仪、超声探头、楔块和工控机；

所述收发仪分别连接所述超声探头、工控机，用于激励所述超声探头发送超声波，并将采集到的波形输出到工控机；

所述超声探头分别安装于所述楔块的两端，通过一端的超声探头向待测试样发送超声波，通过另一端的超探头采集待测试样的波形并发送到所述收发仪；

所述工控机采用权利要求1至7任意一项所述的损伤非线性超声检测模型，根据采集到的波形，计算所述待测试样的损伤度。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括示波器，所述示波器分别连接所述收发仪和工控机。