Page 97 - 无损检测2024年第八期
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吴 伟，等：
车轴压装界面微动磨损尺寸的非线性检测
图 7 不同时刻应力第二主不变量与边界声压图
图7（c），（d）展示了边界一、边界二的压力变化。 明显，而频域信号，信号在基波（1.5 MHz）、二次谐波
入射波透过边界一在4.427×10 s时边界压力值最 （3 MHz）中均产生峰值且存在差异。验证了非线性系
−6
小，在边界二上1.956×10 s时边界压力值最小。边 数对车轴压装界面微动磨损尺寸定量评估的可行性。
−5
界一与边界二的距离为90 m，由此可计算出折射纵
波速度为5 947 m · s ，实际纵波速度与预设超声纵 3 有限元仿真结果分析
−1
波速度（5 928 m · s ）相近。由于横波波速远低于纵 3.1 超声透射信号频域分析
−1
波波速，横波易被噪音淹没，无法准确测量。故根据 在不同微动磨损长度、深度及压装力下的频域
图7（b） 可计算横波大约波速，通过图中点的位置与 信号如图 9 所示，可见透射波在 1.5 MHz和 3 MHz
传播时间，可计算得横波波速为3 470 m · s 。与实 位置处均存在幅值，非线性效应明显。如图9（a） ，（b）
−1
际横波波速（3 260 m · s ）存在误差，但考虑人为 所示，随着微动磨损长度的增加，透射波的基波幅值
−1
读取数据误差以及具体点位置估读误差等（误差在 逐渐减小、二次谐波的幅值逐渐增大。如图9（c） ，（d）
10％以内），故可认定该模型横波与纵波波速验证均 所示，随着微动磨损深度的增加，透射波的基波幅值
正确。 逐渐减小、二次谐波的幅值逐渐增大。如图9（e） ，（f）
含磨损与无磨损情况下的时频域信号对比如 所示，随着界面压力增大，透射波的基波幅值逐渐增
图8所示，可见，两者时域信号存在差异，但特征不 大，二次谐波幅值逐渐减小。
图 8 含磨损与无磨损情况下时频域信号对比
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2024 年 第 46 卷 第 8 期
无损检测
