大口径高压力复杂地形管道变形应力检测方法 被引量：12

1

作者 李玉坤 李玉星 +2 位作者 张玉 刘鹏 于文广 《油气储运》 CAS 北大核心 2020年第3期262-267,276,共7页

中俄东线天然气管道具有超大口径、高钢级(X80)、高压力等级的特点,处于地质活跃的北部冻土与半冻土带,沿线易发生地质灾害,由此而来的非设计载荷会导致管道整体应力水平超过管道应变能力,给管道结构完整性与安全运行带来巨大挑战,采用... 中俄东线天然气管道具有超大口径、高钢级(X80)、高压力等级的特点,处于地质活跃的北部冻土与半冻土带,沿线易发生地质灾害,由此而来的非设计载荷会导致管道整体应力水平超过管道应变能力,给管道结构完整性与安全运行带来巨大挑战,采用高精度检测方法测量管道运行期间的应力是对管道进行安全评价的关键。针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,在利用超声LCR波检测管道应力理论及方法的基础上,测量了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播时间,探究了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播规律。在中俄东线天然气管道投产运行之初,形成可靠适用的管道应力测量工程应用技术,为其今后运维中的安全评估提供了技术储备。 展开更多

关键词 安全评价 应力测量 声弹性理论 弹塑性变形

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基于声弹性效应的螺栓轴向应力检测方法 被引量：3

2

作者 吕炎 谢龙扬 +4 位作者 宋国荣 何存富 程俊 毛延翩 姬升阳 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期920-927,共8页

基于声弹性效应原理,研究了超声波在螺栓内的传播速度与轴向应力间的关系,并采用纵横波结合法测量螺栓轴向应力.在介绍声弹性效应测量螺栓轴向应力原理的基础上,选择型号为M30×150的8.8级碳钢螺栓进行实验研究,利用信号互相关算法... 基于声弹性效应原理,研究了超声波在螺栓内的传播速度与轴向应力间的关系,并采用纵横波结合法测量螺栓轴向应力.在介绍声弹性效应测量螺栓轴向应力原理的基础上,选择型号为M30×150的8.8级碳钢螺栓进行实验研究,利用信号互相关算法实现了纵横波渡越时间的获取,得到了螺栓在不同应力状态下的螺栓应力弹性系数变化趋势,并提出了一种分段计算螺栓轴向应力的测量方法,结果表明计算应力值与理论应力值平均误差率仅为2.026%,提高了螺栓轴向应力的测量精度. 展开更多

关键词 声弹性效应 螺栓轴向应力 纵横波 渡越时间 螺栓应力弹性系数 分段模型

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双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力 被引量：4

3

作者 郑康琳 张劲泉 +4 位作者 王陶 赵尚传 樊平 王磊 李萍 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第3期367-375,共9页

该文力求寻找一种高效准确检测混凝土构件永存应力的方法。基于声弹性理论提出了一种双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力的方法,该方法通过测试受力构件第一波速和第二波速,以第一波速和第二波速的平方差为基础构建综合声学参... 该文力求寻找一种高效准确检测混凝土构件永存应力的方法。基于声弹性理论提出了一种双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力的方法,该方法通过测试受力构件第一波速和第二波速,以第一波速和第二波速的平方差为基础构建综合声学参数来检测单向受压混凝土构件永存应力。所述第一波速为声波传播方向与应力方向垂直、质点振动方向与应力方向平行的横波波速,第二波速为声波传播方向及质点振动方向均与应力方向垂直的横波波速。实验结果显示,该声学参数用于检测混凝土单向受压构件永存应力的效果与使用单一声速参数相比,对应力的敏感性有所提高,受混凝土黏滞性及材质离散性的影响更小,并且测试结果基本不受温度和湿度变化影响。 展开更多

关键词 横波 双声速 声弹性理论 单向受压 混凝土构件 永存应力

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基于岩石声弹理论的波速-静水围压关系耦合模型 被引量：4

4

作者 王密 田家勇 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期462-468,共7页

岩石的波速与静水围压的关系研究对于深部地球物质的判定、地壳应力评估等相关研究具有极其重要的意义.目前许多研究者基于静水围压作用下岩石超声波波速实验数据,仅从数学统计上考虑提出了不同的岩石波速-静水围压的关系模型,并且P波和... 岩石的波速与静水围压的关系研究对于深部地球物质的判定、地壳应力评估等相关研究具有极其重要的意义.目前许多研究者基于静水围压作用下岩石超声波波速实验数据,仅从数学统计上考虑提出了不同的岩石波速-静水围压的关系模型,并且P波和S波的波速-静水围压统计关系互相不耦合.本文基于岩石声弹理论角度出发,给出岩石P波和S波波速-静水围压关系的耦合模型.其次,基于统计关系的非耦合模型和本文提出的耦合模型,对一系列岩石样本的P波和S波超声波波速-静水围压实验数据进行回归分析.最后,本文通过与非耦合模型的统计结果的对比分析,得出耦合模型相对于非耦合模型来说,不仅物理意义明确,而且更具有统计学意义. 展开更多

关键词 声弹理论 岩石 静水围压 波速 耦合模型

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岩石三阶弹性模量的高精度测定研究 被引量：3

5

作者 田家勇 满元鹏 齐辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期3558-3561,共4页

基于岩石的声弹理论,通过脉冲回波方法测量双轴加载条件下沿薄板岩样厚度方向传播的超声纵、横波波速变化,来测定岩石的三阶弹性模量。试验结果表明:将横波和纵波传感器放置于岩样中心部位的相对表面上,测量同一地点的纵、横波波速,不... 基于岩石的声弹理论,通过脉冲回波方法测量双轴加载条件下沿薄板岩样厚度方向传播的超声纵、横波波速变化,来测定岩石的三阶弹性模量。试验结果表明:将横波和纵波传感器放置于岩样中心部位的相对表面上,测量同一地点的纵、横波波速,不仅减弱了双向加载端部效应,而且克服了岩石的非均质性对测量结果的影响。此外,通过脉冲回波方法测量多次回波信号的时间差,来克服耦合剂和测量电路对走时差的影响。该方法可以实现岩石三阶弹性模量的高精度测定,从而为地应力测量声弹法的实现提供技术保障。 展开更多

关键词 岩石力学 三阶弹性模量 声弹理论 脉冲回波法

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L_(CR)波切向应力检测系统的声时测量研究 被引量：2

6

作者 丁杰雄 刘凡 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期141-144,共4页

该文提出了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(LCR)从表面测量零件内部切向应力的实验方案,并依据固体中超声波传播特性与零件内部应力状态的关系,搭建了基于传播声时的切向应力测量系统。系统中临界折射纵波在被测零件内传播声时的... 该文提出了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(LCR)从表面测量零件内部切向应力的实验方案,并依据固体中超声波传播特性与零件内部应力状态的关系,搭建了基于传播声时的切向应力测量系统。系统中临界折射纵波在被测零件内传播声时的测量采用"过零检测"方式,以减小由不同电子器件间性能差异所造成的测量误差,并利用时间-数字转换芯片实现高精度的时间间隔测量,从而提高整个系统的测量准确性。 展开更多

关键词 声弹性理论 临界折射纵波(LCR) 应力检测 时间-字转换

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利用L_(CR)波监测长轨温度应力方法的研究 被引量：2

7

作者 彭小丹 丁杰雄 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期844-847,共4页

针对铁路养护中对长轨(CWR)纵向温度应力监测的难题,基于声弹性原理,介绍了一种利用LCR波来实现其自动化检测的超声波无损检测(NDT)系统,并对该系统的超声波探头和声时测量单元的结构及工作原理进行阐述。系统采用软件方式校正和消除温... 针对铁路养护中对长轨(CWR)纵向温度应力监测的难题,基于声弹性原理,介绍了一种利用LCR波来实现其自动化检测的超声波无损检测(NDT)系统,并对该系统的超声波探头和声时测量单元的结构及工作原理进行阐述。系统采用软件方式校正和消除温度对实际测量声速的影响,提高了超声检测应力的测量精度,从而达到了铁路监测要求。 展开更多

关键词 长轨 温度应力 声弹性 无损检测 LCR波

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超声法测量管道应力主要影响因素的定量分析 被引量：3

8

作者 于文广 李玉坤 +4 位作者 张梦娴 李自力 崔康娜 董增瑞 路太辉 《无损检测》 2019年第8期11-15,共5页

超声法是无损检测在役油气管道受力状态的有效方法,能够准确测出管道危险点的应力值,对判断变形管段是否处于安全状态有重大的工程意义。超声法属于敏感性测试技术,其影响因素主要有温度和管道曲面。基于声弹性效应,理论上分析了温度对... 超声法是无损检测在役油气管道受力状态的有效方法,能够准确测出管道危险点的应力值,对判断变形管段是否处于安全状态有重大的工程意义。超声法属于敏感性测试技术,其影响因素主要有温度和管道曲面。基于声弹性效应,理论上分析了温度对零应力试件下LCR波(临界折射纵波)飞行时间t0的影响机理,并推导出修正公式;分析了管道曲面耦合状态对测量结果的影响,提出了根据管道曲率半径修正应力系数的方法。利用自主开发的超声应力测量装置,通过变温试验和管道打压试验来验证修正方法。结果显示:零应力试件下LCR波飞行时间与温度关系的理论推导公式和试验拟合公式有很好的一致性;超声法所测环向应力值修正后与应变法测量值在结果和分布规律上都一致。结果可为使用超声法高精度地测试管道应力提供有效的支撑。 展开更多

关键词 管道应力 声弹性效应 管道曲面

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关于岩石三阶弹性常数的超声测量方法 被引量：1

9

作者 王欣 陈浩 《应用声学》 CSCD 北大核心 2012年第5期329-332,共4页

油气储层岩石的三阶弹性常数反映了该岩石的速度应力敏感性,是利用声波测井或地震资料进行原位地应力反演的基本参数。本文阐述了利用声弹性理论在实验室测量岩石三阶弹性常数的原理与方法,并给出了部分实验结果。这些参数将为研究声波... 油气储层岩石的三阶弹性常数反映了该岩石的速度应力敏感性,是利用声波测井或地震资料进行原位地应力反演的基本参数。本文阐述了利用声弹性理论在实验室测量岩石三阶弹性常数的原理与方法,并给出了部分实验结果。这些参数将为研究声波在预应力声场中传播规律的提供基础数据,同时也为定量分析利用交叉偶极声波测井评价地应力的精度提供了依据。不同岩石的三阶弹性常数较大差异表明,通过速度各向异性进行应力反演时必须考虑岩石本身非线性的差异。 展开更多

关键词 声弹性理论 岩石 三阶弹性常数

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用L_(CR)波检测零件内部切向应力的实验研究 被引量：2

10

作者 刘凡 丁杰雄 《仪器仪表用户》 2006年第3期118-120,共3页

本文介绍了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(Critically Refracted Longitudinal,LCR)从表面测量零件内部切向应力的方法,依据固体中超声波传播特性与应力状态的关系,搭建了基于传播声时的实验测量系统。在传播声时的测量中采用“... 本文介绍了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(Critically Refracted Longitudinal,LCR)从表面测量零件内部切向应力的方法,依据固体中超声波传播特性与应力状态的关系,搭建了基于传播声时的实验测量系统。在传播声时的测量中采用“过零检测”方式减小由超声波信号幅度变化造成的误差,利用时间-数字芯片实现高精度的时间间隔潮量。 展开更多

关键词 LCR波 应力检测 声弹性理论 时间-数字转换

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高强度发动机螺栓轴向应力的测量 被引量：2

11

作者 赵新玉 王英华 张佳莹 《无损检测》 CAS 2021年第4期26-29,共4页

依据声弹性理论中超声波传播速度与材料内部应力的关系,提出采用超声横波和纵波联合的方式,使用横纵波一体化探头对已紧固发动机螺栓轴向应力进行测量的方法。对不同材料螺栓在高载荷时的栓体轴向应力测量系数进行研究,给出了螺栓材料... 依据声弹性理论中超声波传播速度与材料内部应力的关系,提出采用超声横波和纵波联合的方式,使用横纵波一体化探头对已紧固发动机螺栓轴向应力进行测量的方法。对不同材料螺栓在高载荷时的栓体轴向应力测量系数进行研究,给出了螺栓材料系数的标定方法。主要对发动机缸体和轴承高强度螺栓在加载到140kN左右时的测量结果进行了分析,实测结果显示应力超声测量的误差小于5kN。 展开更多

关键词 声弹性理论 横波和纵波 轴向应力 一体化

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碳含量对超声波评价碳钢表层应力的影响 被引量：1

12

作者 刘彬 缪文炳 +1 位作者 董世运 何鹏 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期132-138,共7页

基于超声波声弹性公式优化,探讨碳含量对碳钢超声波声弹性系数的影响规律。采用中心频率为5 MHz一发一收模式的超声波探头采集信号,通过互相关系数函数计算超声波信号间时间差,借助线性拟合函数计算超声波声弹性系数,利用SEM对试样断口... 基于超声波声弹性公式优化,探讨碳含量对碳钢超声波声弹性系数的影响规律。采用中心频率为5 MHz一发一收模式的超声波探头采集信号,通过互相关系数函数计算超声波信号间时间差,借助线性拟合函数计算超声波声弹性系数,利用SEM对试样断口微观形貌进行观察。结果表明:Q235钢超声波声弹性系数较大,低载荷阶段超声波信号间时间差波动较明显,信号间时间差-应力曲线的转折点载荷与Q235钢弹性极限载荷较接近,表层初始应力引起的试样表层不均匀塑性变形程度不同是导致上述结果的重要原因,超声波探头与试样间耦合状态也是影响超声波评价应力结果的因素之一。 展开更多

关键词 超声波 碳含量 表层应力 声弹性理论 弹塑性变形

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超声波应力测量技术在褶皱管道上的应用

13

作者 赵康 《焊管》 2022年第10期40-44,共5页

冻土地区土壤冻胀融沉给埋地管道造成了额外载荷,导致管道应力水平过高,威胁管道的安全运行,但目前尚无有效的应力测量技术能够直接对变形管道受力情况进行准确评价。针对某处高寒冻土区存在融沉现象的管道,应用超声波应力测量技术开展... 冻土地区土壤冻胀融沉给埋地管道造成了额外载荷,导致管道应力水平过高,威胁管道的安全运行,但目前尚无有效的应力测量技术能够直接对变形管道受力情况进行准确评价。针对某处高寒冻土区存在融沉现象的管道,应用超声波应力测量技术开展了管道在线轴向应力检测,通过应力测量结果对管道的受力状况和褶皱成因进行了分析。从工程应用的角度探讨了超声波应力测量技术的适用性。结果表明:当前状况下管道轴向应力为压应力,应力最大值超过管材屈服强度,是管道变形和褶皱产生的主要原因;超声波应力测量技术能够准确测量管段在线应力,是评价管道安全状况的有效手段。 展开更多

关键词 超声波应力检测 褶皱管段 声弹性理论

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地质灾害变形管段在线应力超声测量技术 被引量：1

14

作者 于文广 李玉坤 +4 位作者 费凡 王鸿膺 王龙升 牛海仲 杨进川 《无损检测》 2019年第8期36-40,共5页

当油气管道受到土体的推动作用产生不均匀变形时会存在安全隐患,需对管道进行在线安全裕度的评估。基于声弹性理论,研究了变形管道在线应力超声测量技术,自主研发了一套油气管道在线应力超声测量专用装置,并进行现场工程应用尝试。结果... 当油气管道受到土体的推动作用产生不均匀变形时会存在安全隐患,需对管道进行在线安全裕度的评估。基于声弹性理论,研究了变形管道在线应力超声测量技术,自主研发了一套油气管道在线应力超声测量专用装置,并进行现场工程应用尝试。结果表明,该技术是测量变形管段在线应力的有效手段,可为定量评价管道安全裕度和修复质量提供可靠的数据。 展开更多

关键词 地质灾害 变形管段 在线应力 声弹性理论 安全裕度

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缺陷/应力交互对碳钢L_(cr)波声弹性系数的影响 被引量：1

15

作者 刘彬 石常亮 +1 位作者 缪文炳 董世运 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期97-102,共6页

基于L_(cr)波声弹性理论,探讨缺陷及其尺寸对L_(cr)波评价应力的影响机理。结合"当量法"预制不同直径盲孔,采用互相关系数函数计算L_(cr)波时间差,通过线性拟合得到L_(cr)波声弹性系数,基于弹塑性变形和圆孔应力集中理论澄清... 基于L_(cr)波声弹性理论,探讨缺陷及其尺寸对L_(cr)波评价应力的影响机理。结合"当量法"预制不同直径盲孔,采用互相关系数函数计算L_(cr)波时间差,通过线性拟合得到L_(cr)波声弹性系数,基于弹塑性变形和圆孔应力集中理论澄清盲孔直径对L_(cr)波声弹性系数的影响机理。结果表明:各直径盲孔L_(cr)波时间差随应力增大基本呈线性增加,但其非线性特征亦逐渐明显,线性阶段的最大应力值小于试样屈服强度;L_(cr)波声弹性系数随盲孔直径增大逐渐减小,并趋于平稳。分析认为,盲孔应力集中是导致上述结果的主要原因,试样各向异性组织及盲孔深度也是其重要因素。 展开更多

关键词 Lcr波声弹性理论 应力集中 无损评价 弹塑性变形 交互影响

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螺栓拉应力超声无损检测方法 被引量：46

16

作者 徐春广 李骁 +1 位作者 潘勤学 宋文涛 《应用声学》 CSCD 北大核心 2014年第2期102-106,共5页

本文依据声弹性原理中超声波传播速度与应力之间的对应关系,利用横波与纵波联合测量的办法,给出栓体长度未知的紧固螺栓轴向应力测量办法。针对螺栓在低载荷与高载荷不同情况下的栓体轴向应力测量系数不同的状况,分类进行了讨论,并给出... 本文依据声弹性原理中超声波传播速度与应力之间的对应关系,利用横波与纵波联合测量的办法,给出栓体长度未知的紧固螺栓轴向应力测量办法。针对螺栓在低载荷与高载荷不同情况下的栓体轴向应力测量系数不同的状况,分类进行了讨论,并给出对应载荷条件下应力测量系数的计算办法。文章讨论了A2-70奥氏体不锈钢与强度等级4.8低碳钢两种不从材质螺栓的轴向应力测量结果,实际测量与理论测量平均误差小于2.9367%,提高了横纵波轴向应力测量的精度。 展开更多

关键词 横纵波 螺栓应力 声弹性理论

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固体声弹性理论、实验技术及应用研究进展 被引量：12

17

作者 田家勇 胡莲莲 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期652-662,共11页

固体的声弹性对于固体的应力状态超声无损测量具有极其重要的作用.康奈尔大学的鲍亦兴教授曾经总结了1984年以前的固体声弹性理论、实验技术及工程应用方面的研究成果.系统总结了最近20多年来固体声弹性的基本理论、实验技术及其在材料... 固体的声弹性对于固体的应力状态超声无损测量具有极其重要的作用.康奈尔大学的鲍亦兴教授曾经总结了1984年以前的固体声弹性理论、实验技术及工程应用方面的研究成果.系统总结了最近20多年来固体声弹性的基本理论、实验技术及其在材料科学、岩土工程等领域应力状态超声无损检测应用方面的研究进展. 展开更多

关键词 声弹理论 三阶弹性常数 应力无损测定 金属 岩石

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基于声弹理论的地应力超声测量方法 被引量：11

18

作者 田家勇 王恩福 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期3719-3724,共6页

首先描述岩石的声弹理论,给出岩石的应力与弹性波波速之间的理论关系;其次利用岩石应力与弹性波波速之间的理论关系提出地应力超声测量方法,即通过测量套孔应力解除前后的孔壁超声波波速的变化,利用声弹理论反演出地应力。通过数值算例... 首先描述岩石的声弹理论,给出岩石的应力与弹性波波速之间的理论关系;其次利用岩石应力与弹性波波速之间的理论关系提出地应力超声测量方法,即通过测量套孔应力解除前后的孔壁超声波波速的变化,利用声弹理论反演出地应力。通过数值算例讨论地应力对孔壁超声波速的影响,其结果表明,该方法可以有效地确定地应力的大小和方向。 展开更多

关键词 岩石力学 声弹理论 地应力 超声波 波速

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基于高斯回波包络模型的悬索桥索夹螺杆轴力识别 被引量：7

19

作者 陈鑫 朱劲松 +1 位作者 叶仲韬 伊建军 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期56-61,共6页

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,提出一种可实现数据自诊断的索夹螺杆轴力超声识别方法。该方法对螺杆超声回波包络进行高斯建模,提取回波声时,并根据模型确定系数剔除异常信号;进行螺杆标定试验,确定标定螺杆应力系数和温度系... 为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,提出一种可实现数据自诊断的索夹螺杆轴力超声识别方法。该方法对螺杆超声回波包络进行高斯建模,提取回波声时,并根据模型确定系数剔除异常信号;进行螺杆标定试验,确定标定螺杆应力系数和温度系数,得到螺杆轴力计算公式,并进行螺杆轴力识别。结果表明:回波中心频率为3.5~4.0 MHz时高斯回波包络模型的稳定性和可靠度较好,可将高斯回波包络模型确定系数小于0.9的实测信号作为异常信号进行剔除,实现实测数据质量的自诊断;螺杆轴力与声时差线性关系明显;基于高斯回波包络模型可实现索夹螺杆轴力自动识别与实测数据质量自诊断,轴力识别误差均在1.1%以内。 展开更多

关键词 悬索桥 索夹 螺杆 轴力识别 声弹性理论 超声回波包络

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不同应力状态下大口径管道超声波传输规律 被引量：4

20

作者 赵瑞华 李玉坤 +3 位作者 林浩然 邰军 白桦 管志伟 《油气储运》 CAS 北大核心 2018年第6期651-657,共7页

服役状态下的大口径管道内部存在较大应力,严重影响管道的抗腐蚀能力、抗疲劳强度等性能,因此实现对其内部应力的在线监控至关重要。基于单向及两向应力状态下超声纵波声弹性理论,通过设计二维平面应力超声纵波测试系统及薄膜应力测试... 服役状态下的大口径管道内部存在较大应力,严重影响管道的抗腐蚀能力、抗疲劳强度等性能,因此实现对其内部应力的在线监控至关重要。基于单向及两向应力状态下超声纵波声弹性理论,通过设计二维平面应力超声纵波测试系统及薄膜应力测试施力装置,进行了单向及两向应力状态下声弹性效应试验,验证了理论的准确性。目前工程上主要应用单向应力状态下的声弹性理论测量管道应力分布,但对比两种应力状态下声弹性理论方程可知,单向应力状态下的声弹性方程忽略了应力方向与声波传播方向之间的夹角对应力测量的影响,基于此,进行了一系列探究试验,得出了应力方向与声波传播方向之间的夹角对应力测量的影响规律。 展开更多

关键词 超声纵波 声弹性理论 声弹性效应试验 应力状态

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