基于超声表面波法的航空铝合金表面应力测试

摘要

本文利用超声表面波的声弹效应,测试航空铝合金材料的表面应力分布。实验过程中采用回振法测试应力引起声速的微小变化。参照中国专利《一种用于精确测量铁磁性材料表面波声速的夹具及测量装置》所公开的测试装置及方法,设计表面波声速测试夹具实现探头与材料弹性接触以减小误差,通过单轴加载计算材料的声弹性常数。实验结果表明,铝合金材料处于单轴应力作用下,压缩应力状态与拉伸应力状态下表面波具有相反的声速变化规律。在压应力作用下,平行于应力方向传播的表面波声速随压应力增大而线性增大,垂直于应力方向传播的表面波声速随压应力增大而线性减小,且由拟合公式可以测试铝合金材料的表面应力分布。