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常用的无损检测方法有渗透检测Penetrant Testing(缩写PT)、磁粉检测Magneticparticle Testing(缩写MT)、涡流检测Eddycurrent Testing(缩写ET)、射线检测Radiographic Testing(缩写RT)和超声检测Ultrasonic Testing(缩写UT)五大类。其中只能能够对各自对应的材料进行表面近表面检测的方法是渗透检测、涡流检测和磁粉检测，射线检测和超声检测可对材料的内部组织应力进行检测[8]。此外，还有红外热成像、声发射、声振检测等方法。86841

超声检测是指利用超声波的传播特性来检测工件的性能的一种检测方法。超声检测所用的超声波是频率大于20kHZ的机械波，发生器产生超声波以后，超声波以一定的角度在一定的位置进入工件，在工件的晶界或者结构、缺陷等处被反射、散射、折射，最终被接收器接收。通过对接收信号的分析，可以相应地检测出裂纹、气孔、未熔合等各类缺陷以及它们的位置。由于超声检测对人体无害的巨大优势，并且兼备检测方便、灵敏度高、能够实时等优点，所以超声检测法已成为目前应用最多的一种无损检测方法。

在碳钢的焊接接头或其他材料的工件中传播时，超声波的速度大，并且对其速度大小的影响相对与其速度来说变化很小。所以这个变化很难得到准确的测量，而且这些测量本身就具有很高的难度和很高的仪器要求。不过有些学者通过对速度测量转换角度，采用对其初始和接收信号的偏移也就是超声波信号时间差进行研究，提出了可以对不同应力对这个信号时间差进行深入的规律研究。这个方法的提出使得超声检测应力机理研究得以落实。论文网

对于应力评价，根据材料的声弹效应理论可以知道，超声波法是通过建立应力-时间延迟（传播速度）之间的关系曲线来计算超声波的声弹性常数进而实现对材料应力的无损评价。所以对于使用超声波技术进行应力检测的方法的各种需求和困难中，信号时间差计算过程与结果的精度就非常突出。但是，由于信号时间差的计算过程复杂，涉及的参数和实际因素众多，所以这方面研究当为重中之重。因此本课题在研究中便基于信号时间差的方法来进行研究。

到目前为止使用超声波对材料来进行无损检测的研究已经比较多了，而且利用超声波来进行应力测量的许多研究也都取得了很大的进展，这使得超声波的测量系统越来越简便化，逐步可以实现现场或着在役检测。最近几十年内，超声波的应力检测技术得到了十分迅速的发展。

S。Okada[9]在1940年经过大量的实验研究和细致的观察总结发现应力的复杂折射现象，即随后被定义的双折射现象，这个具有突破意义的的重大发现迅速引起了大量研究者的关注，有些人提出尝试用这个现象结合超声波来测量工件的内应力，但是超声波的速度大，并且对其速度大小的影响相对与其速度来说变化很小。所以这个变化很难得到准确的测量，而且这些测量本身就具有很高的难度和很高的仪器要求。同时又因为一些微观组织结构如晶粒、晶粒边界、第二相、微孔、位错、空位等的干扰，所以在测量声波有关参数的仪器的精度得到较大改善之前，研究者的想法并不能得以实现。这使得超声检测内应力技术发展迟缓。随后这些测量设备得以迅速发展，超声检测内应力的技术逐渐可以落实。

推动声弹性理论迅速发展的主要原因之一是Brillouin、Murnaghan等人与1946年得以使用较为精密的超声波速度时间测量仪器，经过大量研究谈论提出并多次改善，得到了有限变形理论的完整版，这个贡献使得声弹性理论得以短时间大大提高。由于之前的有关线弹性原理有很大的局限性。这些理论只能用来对无限小的变形弹性体进行研究[10]，也就是说，被在实际应用中使用广泛的金属甚至固体一般都不能研究。对此有人提出了一些理论和计算式来解决这一局限性。例如Cauchy推算的出了适用范围较大的基本方程；通过这些方程Love[11]受益匪浅，并把对这些方程做了总结概括。Brillouin使用张量来表达弹性理论公式，并推导出了一些基本的有限变形。在这之后他继续进行此方面的研究工作，并得到了有限变形理论的完整公式，随后这个完整公式得到了修正和总结[12]。对于有限变形理论，Murnaghan[13]对矩阵的形式进行研究，最终把这个理论的进行了改新[14]。Biot为了解决应力对超声波传播速度的细微变化，经过大量的实验最终发表了固体弹性理论这个理论是有关于物体的受预应力的。随后Murnaghan使用l，m，n来表示三阶弹性常数，在Brillouin的有限变形理论的基础上，推出了声波在工件中的传播速度与所受应力之间的表达式即早期的关于各向同性材料声弹性理论的表达式。1961年Toupin和Bernstein[15]把λ、μ与v1，v2，v3相结合；与此同时Jones和Kobett[16]引进了基于Goldberg[17]研究的常数A，B和C；两年后Smith[18]对T、J、K的进行了总结并相简单的概括了互想关系Thurston和Brugger[19]于1964年对Toupin的理论进行深入，导出了均匀的受力体中小振幅超声的速度与材料所受应力之间的表达式。所得出所有表达式都表示出了速度的平方与应力的线性关系。因为应力的改变而引起声速的变化是十分微小的（若引起声速0。1%的变化需要大约100MPa），所以通过对这些表达式的分析可得知随着应力的变化，速度会产生近似于线性的变化。因此可以根据此表达式来实现对于三阶弹性常数的计算，这使得超声波检测技术在一定程度上实现了较为可观的突破。受此影响Smith，Stern和Stephens[20]等人使用单轴应力下LCR波速的计算方法得出了多晶体金属如碳钢，合金的二阶常数和三阶常数λ、μ与v1、v2、v3的值。此后Tokuoda和Iwashinizu与1968年导出了应力介质中的，也就是声弹性方程[21]。 (责任编辑：qin)