[发明专利]一种基于超声疲劳试样尺寸偏差的应力修正方法及系统

权利要求书

1.一种基于超声疲劳试样尺寸偏差的应力修正方法，其特征在于，所述方法包括：

将待检测试样安装在超声疲劳试验机上；

根据所述试验机的振动频率范围，检测所述试样能否起振；

若不能，则重新加工所述试样；反之，则根据所述试样的实际尺寸参数，利用预设解析公式或谐响应分析模型，计算对应的谐振频率理论值，并基于所述谐振频率理论值所在的范围，选择对应的应力幅值计算方法，计算得到实际应力幅值；

将试样的实际应力幅值与理论值的比值作为修正系数，根据所述修正系数对所述试样的预设应力幅值进行校正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预设解析公式，计算对应的谐振频率理论值的步骤，还包括：

当所述试样两端对称，且形状为沙漏形时，根据公式

ω＝2πf，

计算谐振频率理论值；

其中，l_d为沙漏形试样端部长度的一半；l_b为试样变截面段长度的一半；D₁为试样端部直径；D₀为试样最小直径；c为谐振波在试样中的传播速度；E_d为试样动态弹性模量；ρ为试样的密度；f为试样谐振频率，ω为角频率。

3.如权利要求2项所述的方法，其特征在于，所述计算得到目标应力幅值的步骤，还包括：

当所述谐振频率理论值和实际振动频率值均在预设频率范围内时，根据公式

计算实际的应力幅值；

其中，U₀为试样端部振动位移幅值；σ_L为端部振动位移幅值U₀对应的试样中间截面处的应力幅理论值；

当所述谐振频率理论值不在所述预设频率范围内时，利用超高速相机对振动的试样进行拍照分析，基于数字图像相关法，计算得到试样的实际应变幅值和应力幅值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预设解析公式，计算对应的谐振频率理论值的步骤，还包括：

当所述试样两端对称，且形状为狗骨形时，根据公式

ω＝2πf，

计算谐振频率理论值；

其中，l_d为狗骨形试样端部长度的一半；l_b为试样变截面段长度的一半；D₁为试样端部直径；D₀为试样最小直径；c为谐振波在试样中的传播速度；E_d为试样动态弹性模量；ρ为试样的密度；f为试样谐振频率，ω为角频率。

5.如权利要求4项所述的方法，其特征在于，所述计算得到目标应力幅值的步骤，还包括：

当所述谐振频率理论值和实际振动频率值均在预设频率范围内时，根据公式

计算实际的应力幅值；

其中，U₀为试样端部振动位移幅值；σ_L为端部振动位移幅值U0对应的试样中间截面处的应力幅理论值；

当所述谐振频率理论值不在所述预设频率范围内时，利用超高速相机对振动的试样进行拍照分析，基于数字图像相关法，计算得到试样的实际应变幅值和应力幅值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预设解析公式，计算对应的谐振频率理论值的步骤，还包括：

当所述试样两端对称，且形状为板状时，根据公式

ω＝2πf，

计算谐振频率理论值；

其中，l_d为板状试样端部长度的一半；l_b为试样变截面段长度的一半；l_p为试样平行段长度的一半；b₁为板状试样端部的宽度；b₀为板状试样最小宽度；c为谐振波在试样中的传播速度；E_d为试样动态弹性模量；ρ为试样材料的密度；f为试样谐振频率，ω为角频率。