Page 77 - 无损检测2023年第一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202301009

35CrMo 钢弹性应力与超声纵横波的

声时比关系

陶一军 , 项兴华 , 张一可 , 李德红 , 雷怡俊 , 王志武 2
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( 1. 国网浙江紧水滩电厂, 丽水 323000 ; 2. 武汉大学 动力与机械学院, 武汉 430072 )

摘 要: 利用拉伸试验机和超声应力检测仪, 对水电机组蜗壳螺栓( 35CrMo钢) 进行轴向拉
伸, 测定其在拉伸过程中的应力值及其对应的超声横波和纵波传播时间, 获得横波与纵波的声时
比, 建立弹性应力与超声横波与纵波声时比之间的定量关系, 为利用超声波实时测定螺栓弹性应力
提供依据。结果表明, 在35CrMo钢所承受的轴向弹性应力处于钢的弹性变形范围内时, 超声横波
与纵波声时比与弹性应力之间呈线性关系。对该模型进行误差分析, 结果表明, 利用超声横波与纵
波测定的应力值与实际应力值之间的误差为0.04%~2.08% , 满足工程要求。

关键词: 35CrMo钢; 轴向弹性应力; 超声纵横波应力检测法; 声时 - 应力关系

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 01-0043-04

Relationshi p betweentheelasticstressof35CrMosteelandthesound-timeratioof

ultrasonicPwaveandSwave

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TAOYi j un , XIANGXin g hua , ZHANGYike , LIDehon g LEIYi j un , WANGZhiwu 2
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,

( 1.StateGridZhe j ian g JinshuitanPowerPlant , Lishui323000 , China ;

2.SchoolofPowerandMechanicalEn g ineerin g , WuhanUniversit y , Wuhan430072 , China )

Abstract : The35CrMosteelofvoluteboltofh y dro p owerunitwassub j ectedtoaxialtensileb yusin gtensile

testin gmachineandultrasonicstressdetector , andthestressvalueandthecorres p ondin g ultrasonictransversewave

andlon g itudinalwave p ro p a g ationtimeweremeasuredinthe p rocessoftensile , soastoobtainthesound-hourratio

ofultrasonictransversewaveandlon g itudinalwave , thatis , thewavevelocit y ratioofultrasoniclon g itudinalwave

andtransversewave.The q uantitativerelationshi p betweenelasticstressandultrasonictimeratioofshearwaveand

lon g itudinalwaveisestablishedtop rovideabasisforreal-timedeterminationofboltelasticstressb yultrasonic

wave.Theresultsshowthattheaxialelasticstressof35CrMosteeliswithintheelasticdeformationran g eofsteel ,

andthereisalinearrelationshi pbetweentheacoustictimeratioofshearwavetolon g itudinalwaveandtheelastic

stress.Throu g htheerroranal y sisofthemodel , theresultsshowthattheerrorbetweenthestressvalueandthe

actualstressvaluemeasuredb yultrasonicshearwaveandlon g itudinalwaveisbetween0.04and2.08% , andthe

errormeetstheen g ineerin g re q uirements.

Ke ywords : 35CrMosteel ; axialelasticstress ; ultrasonicshearandtransversewavestressdetectionmethod ;

acoustic-time-stressrelationshi p
35CrMo钢是一种优质的调质钢, 其使用较为广 机上下涡壳螺栓、 汽轮机汽缸螺栓、 法兰螺栓等 [ 1-2 ] 。
泛, 常用于制造大型机械部件中的连接螺栓, 如水轮 螺栓所受的预紧力为轴向弹性应力, 在紧固和拆卸过
程中, 螺栓预紧力常常存在不足或过盈的问题。螺栓
预紧力不足会导致连接不充分, 可能产生相对滑动和
收稿日期: 2022-06-21
作者简介: 陶一军( 1971- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事水 密封不严的问题; 紧固过盈, 螺栓则会产生塑性变形,
电设备检测及金属监督管理工作 若承受冲击作用, 可能会导致螺纹根部产生裂纹, 甚
至发生断裂, 引起重大事故。因此, 在螺栓紧固、 拆卸
通信作者: 张一可, zhan gy ike2014@126.com
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2023年 第45卷 第1期
无损检测