Page 46 - 无损检测2023年第十一期

陶一军, 等:

45钢弹性应力与超声纵波与横波声时比关系的分析

对应的拉力为249.9kN 。当拉力小于249.9kN 时,
钢材处于弹性变形范围内, 因此在超声波纵波和横波

测定时, 试验加力范围为0~250kN 。实际测定时,

选择在拉力分别为0 , 50 , 100 , 150 , 200 , 250kN 时, 进
行超声波纵波和横波传播时长的测定。
3.3 螺栓应力标定曲线建立及分析
45 钢试件在拉力分别为 0 , 50 , 100 , 150 , 200 ,
250kN 时, 测定超声波纵波和横波的渡越时间, 其

结果如表2所示。然后以此计算其声时比, 结果如
表3所示。利用表3中的数据和对应的拉力, 进行
图1 45钢金相显微组织
单组数据和取平均值后的超声波纵波和横波声时

由表1可知, 45钢的最小屈服强度为552MPa , 比 - 应力关系拟合, 拟合结果如图2 , 图3所示。
表2 45钢超声波渡越时间测量结果 s
试件编号
( 试验力 / kN )/( 应力 / MPa ) 声时类型
# # # #
1 2 3 4
纵波声时 47.2298 47.4218 47.0338 46.8088

0 / 0
横波声时 85.1883 85.0033 84.7343 84.3383

纵波声时 47.3378 47.5078 47.0988 46.9118
50 / 110.52
横波声时 85.2553 85.0643 84.7663 84.4133

纵波声时 47.4308 47.6018 47.1868 46.9938

100 / 221.05
横波声时 85.3153 85.1163 84.8463 84.4733

纵波声时 47.5248 47.6460 47.2888 47.0758

150 / 331.57
横波声时 85.3793 85.1021 84.9033 84.5453

纵波声时 47.6328 47.7039 47.4058 47.1998

200 / 442.10
横波声时 85.4583 85.1033 84.9923 84.6563

纵波声时 47.7878 47.9499 47.5116 47.4978

250 / 552.62
横波声时 85.6233 85.4314 85.1009 85.0553
表3 螺栓超声横波声时与纵波声时之比
试验力 / kN
试件编号
0 50 100 150 200 250

#
1 1.80370 1.80100 1.79873 1.79652 1.79411 1.79174

#
2 1.79249 1.79053 1.78809 1.78613 1.78399 1.78168

#
3 1.80156 1.79975 1.79809 1.79542 1.79287 1.79116

#
4 1.80176 1.79940 1.79754 1.79594 1.79357 1.79072
图2 45钢螺栓的声时 - 应力标定结果 图3 取平均后45钢的声时 - 应力关系曲线
由图2 , 3可知, 在弹性变形范围内, 45 钢的超 式( 1 ) 中的线性关系; 图2中不同螺栓获得的直线斜
声波声时比值会随着弹性应力的增加而下降。同一 率和截距有所差异, 3 和4 螺栓相近, 这可能与螺
#
#
个试件所受到的轴向弹性应力与声时比值满足 栓材料内部晶粒度大小有关 [ 8 ] 。取平均值后, 获得
8
2023年 第45卷 第11期
无损检测