一种金属构件/材料剩余寿命的无损检测和评价方法

摘要

本发明公开了一种金属构件/材料剩余寿命的无损检测和评价方法：通过对金属试样进行超声二次谐波的测量，获取金属构件/材料剩余寿命与超声二次谐波归一化值之间的关系曲线；对待测金属构件/材料进行超声二次谐波信号的测量，通过关系曲线获取与测量得到的二次谐波归一化值对应的剩余寿命分数；根据剩余寿命分数和待测金属构件/材料的加载时间预测该待测金属构件/材料的剩余寿命。本发明的金属构件/材料剩余寿命的无损检测和评价方法，能对在役金属构件/材料部件的蠕变损伤进行检测和评价，快速、有效预测在役部件的剩余寿命，为金属构件/材料的安全服役提供可靠的依据。

主权项

1.一种金属构件/材料剩余寿命的无损检测和评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)、选择与待测金属构件/材料材质相同的原材料试样作为未损伤试样，利用加速蠕变实验制作N个蠕变损伤程度不同的试样；(b)、对所述未损伤试样进行超声二次谐波的测量：将所述未损伤试样的上表面与基频纵波换能器或聚焦换能器耦合，下表面与二次谐波纵波换能器相耦合；由基频信号发生系统产生一个基频信号，并用该信号去激励基频纵波换能器在所述未损伤试样中产生基频声振动波，声振动波在所述未损伤试样中传播过程中会在内部产生超声二次谐波，透过所述未损伤试样的声波被二次谐频纵波换能器接收后转换成电压信号在数字示波器上显示，并通过快速傅立叶变换获得基频A₁和二次谐波A₂的幅值；计算所述未损伤试样中的等效非线性参量(c)、对N个蠕变损伤程度不同的试样进行超声二次谐波的测量，测量与步骤(b)相同，得到N个相应的基频A₁和二次谐波A₂的幅值；计算N个试样中的等效非线性参量β₁～β_N；计算β_i/β₀，其中i＝1～N，得到超声二次谐波归一化值；根据N个试样的所述加速蠕变实验采用的加载时间与相应的β_i/β₀值得到金属构件/材料剩余寿命时间分数与超声二次谐波归一化值之间的关系曲线；(d)、对待测金属构件/材料进行超声二次谐波信号的测量，测量与步骤(b)相同，得到待测金属构件/材料的基频A₁和二次谐波A₂的幅值；计算待测金属构件/材料等效非线性参量β_d并进行归一化处理，得到β_d/β₀归一化值；(e)、在金属构件/材料剩余寿命分数与超声二次谐波归一化值之间的关系曲线上获取β_d/β₀对应的剩余寿命分数；根据剩余寿命分数和待测金属构件/材料的加载时间，预测该待测金属构件/材料的剩余寿命时间。