Page 46 - 无损检测2022年第十二期

“ 2022Evident杯超声检测技术优秀论文评选”活动获奖论文

DOI : 10.11973 / ws j c202212003

考虑温度影响的基于超声回波幅度谱的

钢构件应力检测

王 怡 ,刘南希 ,李祚华 ,李冠辰 2

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( 1. 深圳市建筑工程质量安全监督总站, 深圳 518031 ;

2. 哈尔滨工业大学( 深圳)土木与环境工程学院, 深圳 518055 )

摘 要:为了提高利用超声回波幅度谱检测钢构件应力的适用性, 对温度影响进行研究。从
温度变化导致的超声波波速变化和构件热胀冷缩两个方面考虑, 提出了温度影响的修正公式。根
据修正公式, 开展了温度修正因子标定试验, 试验结果表明, 温度对应力检测的影响主要体现在对
波速的影响上。在此基础上进行了考虑温度影响的钢构件单向绝对应力检测试验, 对该方法的准
确性和精确度进行了验证; 最后探究得出高温影响下超声信号衰减的主因, 即温度升高导致钢构件
内部粒子热运动加剧, 传播介质传递波的能力减弱。
关键词:超声; 幅度谱; 钢构件; 应力检测; 温度

中图分类号: TG115.28 ; TU391 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 12-0012-06

Stressmeasurementofsteelmembersbasedonultrasonicam p litudes p ectrum

cosiderin g tem p eratureeffect

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WANGYi , LIUNanxi , LIZuohua , LIGuanchen 2

( 1.ShenzhenConstructionEn g ineerin gQualit yandSafet ySu p ervisionStation , Shenzhen518031 , China ;

2.SchoolofCivilandEnvironmentalEn g ineerin g , HarbinInstituteofTechnolo gy ( Shenzhen ), Shenzhen518055 , China )

Abstract : Toim p rovethea pp licabilit yofthe methodfor measurin gthestressofsteel membersbasedon

ultrasonicam p litudes p ectrum , theinfluenceoftem p eraturewasinvesti g ated.Considerin g thechan g eofultrasonic

wavevelocit yandthethermalex p ansionandcontractionofsteelmemberscausedb y tem p eraturechan g e , amodified

formulafortheeffectoftem p eraturewasp ro p osed.Accordin gtothemodifiedformula , thecalibrationtestofthe

tem p eratureeffectcoefficientwascarriedout.From theresults , thetem p eratureeffect mainl yde p endsonthe

influenceoftem p eratureonthe wavevelocit y .Basedonthis , theuniaxialstress measurementtestsofsteel

membersconsiderin g thetem p eratureeffectwerecarriedout , andthereliabilit yandaccurac yofthemethodwere

verified.Furthermore , the mainreasonfortheattenuation ofultrasonicsi g nals undertheinfluenceofhi g h

tem p eraturewasex p lored.Theresultsshowthattheincreaseoftem p eratureintensifiesthethermalmotionof

p articlesinsidethesteels p ecimenandweakenstheabilit yofthep ro p a g ationmediumtotransmitwaves.

Ke ywords : ultrasonic ; am p litudes p ectrum ; steelmember ; stressmeasurement ; tem p erature
钢构件的应力状态是结构安全性能的一个重要
收稿日期: 2022-05-25 指标 [ 1 ] 。为对存在安全隐患的钢构件及时进行维护
基金项目: 国家自 然 科 学 基 金 国 家 重 大 科 研 仪 器 研 制 项 目
和加固, 有必要开展钢构件应力的无损检测, 通过采
( 51827811 ); 深 圳 市 自 然 科 学 基 金 ( 基 础 研 究 专 项 ) 重 点 项 目
集和分析钢构件应力数据, 对结构的安全性能进行
( JCYJ20200109112803851 )
评估。超声波法具有可以定向发射、 穿透力强、 检测
作者简介: 王 怡( 1966- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事建
筑工程的质量安全监督工作 仪器便携等优点, 是目前应力无损检测手段中应用
最广泛的一种 [ 2 ]
通信作者: 刘南希, liu _ nanxi@foxmail.com 。
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2022 年 第 44 卷 第 12 期

无损检测