机械工程学报

作者：刘海波, 刘天然, 李亚鹏, 王永青

单位：大连理工大学精密与特种加工教育部重点试验室 大连 116024

关键词：金属材料,表面应力,超声测量,晶粒取向；

基金：国家重点研发计划（2018YFA0704603）和国家科技重大专项课题（2019ZX04022001）资助项目

针对金属材料零件制造中的表面残余应力无损检测难题，提出一种平面应力状态超声测量方法。基于线弹性理论，引入晶粒取向表征因子，揭示晶粒取向对超声传播的影响机制。虑及材料力学性质（弹性常数、晶粒取向等）和应力状态对声速的共同影响，建立平面应力分量-声速解耦模型。基于临界折射纵波（LCR波）表面应力测量原理，分析温度与耦合状态对超声信号衰减、畸变以及声时的影响规律，并设计出一种一发双收直接耦合造波探头。以单向拉伸的变截面铝合金板和搅拌摩擦焊后的轧制铝合金板为典型对象，利用自主开发的超声应力测量系统进行表面应力测量试验，分别与有限元法和小孔法进行对比，应力测量结果具有良好的一致性，可为金属材料表面残余应力测量提供可行方案。

来源：2021年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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