Page 47 - 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

45钢声时 - 应力关系曲线, 为 常运行时机组内的水温不会出现太大的变化, 不会

/
σ=- 49943.118 S l S t+90393.469 ( 2 ) 对螺栓的应力测量产生影响。
/ 为横波声时与纵波
式中: σ 为轴向弹性应力; S l S t 4 结论
声时比; 曲线斜率值表示声速比声弹性系数的倒数

; 截距表示未受轴向应力时超声横波与纵波的 ( 1 )在弹性变形范围内, 45钢超声纵波和横波
1 / C R
/ 。 声时 比 与 弹 性 应 力 之 间 呈 线 性 关 系, 为 σ =
声速比与声速比声弹性系数的比值R 0 C R

3.4 实际螺栓应力验证及误差分析 -50249.8S l S t+90536.1 。
/

为了验证所得出的弹性应力 - 声时关系模型的 ( 2 )根据标定结果, 利用超声纵波与横波测定
准确性, 选取同一批次2组试件, 随机选择试验力大 的应力值与实际应力值之间的最大误差为2.36% ,
小, 进行实际应力测定和超声波应力测定, 并计算相 满足工程要求。
对误差, 结果如表4所示。 参考文献:
表4 螺检应力检测值及误差
被测 实际应力值 / 检测应力值 / 误差 / [ 1 ] 中国航空材料手册编辑委员会. 中国航空材料手册 -
螺栓 MPa MPa % 1- 结构钢 不锈钢[ M ] . 北京: 中国标准出版社, 1988 :

67 68 +1.49
133-145.
127 130 +2.36
45钢 -1 [ 2 ] 骆国防. 电网设备超声检测技术与应用[ M ] . 上海: 上
164 165 +0.61
海交通大学出版社, 2021.
189 191 +1.06
[ 3 ] 孙国峰. 基于超声波技术的螺栓紧固轴力测量应用研
88 90 +2.27
119 121 +1.68 究[ D ] . 杭州: 浙江工业大学, 2012.
45钢 -2
165 166 +0.61 [ 4 ] 陈远林. 基于声弹性效应的航空发动机螺栓连接装配
192 189 -1.59
应力测量方法研究[ D ] . 哈尔滨: 哈尔滨工业大学,
76 77 +1.32
2021.
132 133 +0.76
45钢 -3
156 158 +1.28 [ 5 ] PANQX , PAN RP , CHANG M L , etal.Asha p e

182 183 +0.55 factor based ultrasonic measurement method for

276 274 -0.73
determination of bolt p reload [ J ] .NDT & E
301 302 +0.33
45钢 -4 International , 2020 , 111 : 102210.
336 340 +1.19
[ 6 ] 贺玲凤, 刘军. 声弹性技术[ M ] . 北京: 科学出版社,
365 360 -1.39
380 383 +0.79 2002.

396 403 +1.77 [ 7 ] ZHAO X X , LIY M , LIU X G , etal.Ultrasonic
45钢 -5

415 419 +0.96
measurementonaxialforceofhi g h-stren g thboltin
441 433 -1.84
service [ J ] .Journal of Low Fre q uenc y Noise ,

工程上螺栓实际所受的轴向预紧力一般为材料 VibrationandActiveControl , 2020 , 39 ( 3 ): 596-603.

弹性变形阶段的50%~80% 。由表4可知, 利用超 [ 8 ] LIU EX , LIU Y M , WANG X M , etal.Ultrasonic

声波纵波与横波测定的应力值与实际应力值之间的 measurementmethodofboltaxialstressbasedon

最大误差为2.36% , 因此, 采用超声纵波与横波来 time difference com p ensation of cou p lin g la y er

thickness chan g e [ J ] .IEEE Transactions on
测量螺栓轴向预紧力, 其误差可满足工程施工要求。
InstrumentationandMeasurement , 2021 , 70 : 1-12.
试验时的温度为 20 ℃~25 ℃ , 水轮机组在正

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2023年 第45卷 第11期
无损检测