4。1 焊接接头的制备 23

4。2  超声波信号的采集 23

4。3 对接接头应力评价结果及分析 24

结 论 26

致 谢 27

参 考 文 献 28

第一章 绪论

1。1 课题研究背景及意义

焊接是金属材料加工技术的一个重要方面，在汽车、机械、船舶等许多领域的应 用日益广泛。影响焊接质量的因素有很多，其中一项重要的影响因素就是应力。不同 的热处理手段或加工方法对残余应力会产生不同的影响。机械加工的过程中使用的调 质、敲击等手段，还有对焊接接头或者材料进行热处理和焊接的过程，因为对材料构 件施加了外界作用，所以会在材料、结构和接头中产生不同的应力。应力长期存在于 焊接构件中，对应力腐蚀开裂、疲劳强度、结构刚度影响很大。焊接残余应力还影响 构件的加工精度、尺寸稳定性。因此确定构件的残余应力状态以及数值大小就显得特 别重要，这对于延长材料的使用寿命、提高材料的加工工艺，保障材料的安全使用是 十分必要的。

应力检测技术的发展始于上世纪 30 年代[1]，发展到如今总共形成了大约有数十 种传统的测量方法。目前，广泛应用的应力测量方法可分为两大类，即机械方法和物 理方法[2]，其中机械方法有钻孔法、切割法等，这类方法属于破坏性检测方法，虽然 可在一定程度上实现应力的评价，但存在一定的问题，如小孔法是在破坏试样完整性 基础上实现应力评价，弯曲法是在破坏试样整体使用性能的基础上实现应力评价，且 上述方法均为抽样检测，为再制造零部件质量带来极大安全隐患。物理方法有超声波 检测技术、涡流检测技术、X 射线检测技术、渗透检测技术和磁粉检测技术等，这类 方法属于无损检测方法，能在保证试样整体使用性能和完整性基础上实现应力评价。

超声波检测就是近年迅速发展起来的新方法。它具有它独有的优点。首先，超声 波的穿透能力很强，可以穿透几米的钢材料；其次，超声波方向性好，具有类似于几 何光波的特点；第三，声双折射方法不仅可以检测材料表面压力，还可以检测材料内 部应力分布，不仅可以检测单轴向压力，还可以检测平面应力；第四，工件没有损坏， 而且超声波是一种声波，它对人体是无害的。所以超声波测试应力技术有着广泛的应 用前景。近年来超声波检测的发展十分迅速。超声波检测的基础是声弹性理论，在部 件内部或表面存在的残余应力的影响下，超声波通过材料的速度会发生改变，所以能 够显示出部件内部或表面存在的残余应力。超声波对施工现场的检测以及处于工作状 态下的焊接结构的内部残余应力检测比较方便，并且不会破坏被检测的构件的性能。

1。2 超声波评价应力研究现状

1。3 超声波信号间时间差计算方法研究现状

1。3。5 基于时频分析的延迟估计方法

时频分析法是一种全新的信号分析的方法。随着近年来被人们的熟知得到越来越 广泛的应用。它是基于超声波固有的时频特征以及分离的性质，使得本来只能局限于 时间和频谱的一维信号的处理能够扩展到二维的时和频平面，使得信号的时、频的特 征能够得到分离，此时相应的时、频滤波也会变得更为简单、直白，因此进行分析可 以具体到信号的特定频率和时间。