Page 109 - 无损检测2023年第九期

项兴华, 等:

水轮机涡轮螺栓多通道超声波应力智能监测系统

测量螺栓应力并记录。 行示警。

( 6 )数据分析: 存储和调用螺栓应力测量结果, 软件所用的编程语言为 C++ , 软件部分模块
并生成应力检测报告。 结构示意如图6所示, 系统软件功能构建如图7所

( 7 )文件管理: 导入或导出参数文件、 报表文 示。其中, 温度补偿模块的功能是: 工件温度波动比
件、 屏幕截图等。 较大而引起内部超声波传播声时发生改变时, 对应
( 8 )报警: 在测量值超出预设紧固力范围时进 力测量值的偏差进行补偿。

图6 系统软件部分模块结构示意
超声波纵波和横波测定时, 确定试验加力范围为

0~300kN 。实际试验时, 选择在拉力为0 , 50 , 100 ,
150 , 200 , 250 , 300kN 时, 进行超声波纵波和横波传

播时长的测定。
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表1 35CrMo钢强度指标 kN · MPa
试样编号 拉力 / 屈服强度 拉力 / 断裂强度
图7 系统软件功能构建 #
1 306 / 676 382 / 845
3.3 试验验证 2 # 295 / 653 385 / 816
平均值 301 / 665 384 / 831
3.3.1 力学性能结果及拉力范围的确定
35CrMo钢拉伸获得的拉力和强度指标结果如 3.3.2 螺栓标定曲线的建立及分析
表1所示, 由表1可知, 35CrMo钢的屈服强度平均 35CrMo钢试样在拉力为 0 , 50 , 100 , 150 , 200 ,
值为665MPa , 对应的拉力为301kN 。当拉力小于 250 , 300kN 时, 测定超声波横波和纵波的传播时长结

301kN时, 钢材基本处于弹性变形范围内, 因此在 果如表2所示。 以表2数据计算其声时比, 结果如表3

表2 35CrMo钢超声横波与纵波传播时长测量结果
传播时间 / s
μ
试验拉力大小 / kN
# # # # #
1 2 3 4 5
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 85.9403 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
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2023年 第45卷 第9期
无损检测