基于超声高阶兰姆波的薄板应力测量技术研究

• 作者: 原帅 赵晓春 廖林 禤伟明 袁懋诞
• 来源期刊: 压电与声光
• 学科: 工学
• 关键词: 兰姆波 高阶模态 应力测量 声弹性效应 有限元仿真
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 144-150
• 页数: 7页
• 分类号: TN65|TB551|TH89
• 语种: 中文
• DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2022.01.027

摘要

金属薄板结构在加工制造和服役的过程中,通常会伴随着残余应力和外部应力,过大的应力会使薄板产生变形,严重影响整体结构的正常工作.应力状态的评价是判断工程构件是否安全和可靠的一项重要指标,超声应力检测法是一种有效的应力无损测量方法.针对超声应力测量技术对薄板结构应力灵敏度不高且研究较少的问题,提出了一种基于超声高阶兰姆波的薄板应力测量技术.首先,基于Bloch-Floquet边界和域约束的有限元特征频率法,研究了兰姆波各高阶模态的声弹性效应,选取应力敏感的兰姆波模态.然后,搭建超声兰姆波应力测量系统,在特定频率激励A1模态,并在均匀薄板中进行应力标定.最后,在非均匀薄板中进行应力检测,成功检测出薄板中不同位置的应力,且最大应力误差为15 MP a.结果表明,该文从理论和实验方面验证了超声高阶兰姆波的薄板应力测量技术,可以实现金属板材中的应力准确测量.