Page 79 - 无损检测2023年第一期

陶一军, 等:

35CrMo钢弹性应力与超声纵横波的声时比关系

为0 , 50 , 100 , 150 , 200 , 250 , 300kN 时, 进行超声纵 示, 计算得到的声时比如表3所示。利用表3中的
波和横波传播时长的测定。 数据和对应的拉力, 进行单组数据和取平均值后的
3.3 螺栓标定曲线建立及分析 超声横波和纵波声时比 - 应力关系拟合, 拟合结果如
35CrMo钢超声波传播时长测量结果如表2所 图2 , 3所示。
表2 35CrMo钢螺栓超声波传播时长测量结果
试样编号
试验力大小 /
声时类型 1 # 2 # 3 # 4 # 5 #
kN
飞行时间 / s
μ

纵波声时 47.3868 47.1478 47.1838 47.4438 47.1798
0
横波声时 85.7343 85.3073 85.4473 85.8763 85.4443

纵波声时 47.4718 47.2558 47.2728 47.5208 47.2818
50
横波声时 85.7863 85.3383 85.4833 85.9333 85.4863

纵波声时 47.5528 47.3368 47.3648 47.6028 47.3828
100
横波声时 85.8353 85.3863 85.5503 85.9843 85.5583

纵波声时 47.6328 47.4218 47.4528 47.6838 47.4838
150
横波声时 85.8863 85.4353 85.6283 86.0383 85.6233

纵波声时 47.7188 47.5128 47.5518 47.7708 47.5908
200
横波声时 85.940 3 85.4933 85.7333 86.0963 85.6933

纵波声时 47.8068 47.6128 47.6773 47.8608 47.6718
250
横波声时 85.9983 85.5553 85.8293 86.1663 85.7533

纵波声时 47.9058 47.7208 47.7629 47.9668 47.7918
300
横波声时 86.0643 85.6253 86.9048 86.2403 85.8253
表3 35CrMo钢螺栓超声横波声时与纵波声时比计算结果
试验力 / kN
试验编号
0 50 100 150 200 250 300

#
1 1.80924 1.80710 1.80505 1.80309 1.80097 1.79887 1.79653

#
2 1.80936 1.80588 1.80380 1.80057 1.79937 1.7969 1.79430

#
3 1.81095 1.80830 1.80620 1.80449 1.80295 1.80021 1.79819

#
4 1.81006 1.80833 1.80629 1.80435 1.80228 1.80035 1.79792

#
5 1.81104 1.80802 1.80568 1.80321 1.80063 1.79883 1.79582
由图2 , 3可知, 在弹性变形范围内, 35CrMo钢 验时外部环境温度及螺栓材料组织均匀程度等因素
螺栓的超声波声时比会随着弹性应力的增加而下 有关 [ 9 ] 。取平均值后, 得到35CrMo钢螺栓的声时 -
降, 同一个试样所受到的轴向弹性应力与声时比满 应力关系曲线表达式为

足式( 1 ) 中的线性关系; 图上每一条直线的斜率和截 σ=- 49943.118 S l S t+90393.469 ( 2 )
/
/
距都有所差异, 这可能与该批次螺栓机加工精度、 试 式中: S l S t 为横波与纵波声时比; 曲线斜率表示声
速比声弹性系数的倒数; 截距表示未受轴向应力时

图2 各35CrMo钢螺栓试样的声时 - 应力关系曲线 图3 取平均后35CrMo钢螺栓试样的声时 - 应力关系曲线

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2023年 第45卷 第1期
无损检测