(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210767781.1 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 唐进元　陈雪林　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 李峥嵘 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种超声波应力理论模型构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种超声波应力理论模型构 建方法， 包括如下步骤： 通过实验获得材料弹性 模量E与温度T的关系； 通过实验获得材料声速C 与温度T的关系； 建立超声波应力Δσ的理论模 型。 本发明提出基于部分参数的实验数据， 结合 超声振动应力理论， 确定超声波在介质内传递引 起的应力(也称为超声波应力)的方法。 该专利为 系统建立不同工况下的超声波应力提供了方法， 显著降低了实验成本与次数， 为后续航空零件的 声学特性参数计算 提供方法。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115292892 A 2022.11.04 CN 115292892 A 1.一种超声 波应力理论模型构建方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 通过实验获得 材料弹性模量E与温度T的关系； 通过实验获得 材料声速C与温度T的关系； 建立超声 波应力Δσ 的理论模型。 2.根据权利要求1所述的超声波应力理论模型构建方法， 其特征在于： 将多组温度Ti和 Ei进行线性拟合获得以温度为自变量， 弹性模量 为因应量的关系： E＝ξT+ ψ 其中E为弹性模量， T为温度， ξ、 ψ为拟合获得的系数； Ti为实验温度， Ei为温度Ti对应的 弹性模量。 3.根据权利要求2所述 的超声波应力理论模型构建方法， 其特征在于： 多组温度Ti和Ei 的获得过程如下： 在温度范围Tq～Tm内取n个测量点， n个测量点分别为T1， T2，…， Ti，…， Tn， 其中T1＝Tq， Tm ＝Tn， 且相邻测量 点的温度差值 为ΔT， 取5组样品， 进行5组试验， 获得每组材料在Ti温度下的应力σi， j以及应力σi， j对应的应变 γi， j， j＝1，…， 5； σi， j为第j组试验中对应Ti温度下的应力， 再对同一温度下 的多个应力和 应变求均值， 则得 σi表示Ti温度下的平均应力； γi表示Ti温度下的平均应 变； Ti温度下的等效弹性模量 4.根据权利要求3所述的超声波应力理论模型构建方法， 其特征在于， 声速C与温度T的 关系通过如下步骤获得： 测量不同温度Ti条件下的声 波在介质内的传递速度Ci； 对多组Ti和Ci进行线性拟合获得以温度为自变量， 声速为因应量的关系： C＝α T+β 其中C为声速， T为温度， α 、 β 为拟合获得的系数。 5.根据权利要求4所述的超声波应力理论模型构建方法， 其特征在于， 超声波应力的理 论模型为 6.根据权利要求4所述的超声波应力理论模型构建方法， 其特征在于， 根据弹性模量E、 声速C与温度T的关系； 可获得超声 波传递内的介质密度为： 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115292892 A 2一种超声波应力理论模型构建 方法 技术领域 [0001]本发明涉及机加工领域， 特别是 涉及一种超声 波应力理论模型构建方法。 背景技术 [0002]超声波应力是航空零部件在声速运动的一个重要特性参数。 基于作者的研究， 现 有的超声波应力理论模型通常基于声学理论建立模型。 这些实验中， 缺少考虑温度对弹性 模量， 声速影响的超声 波应力实验数据。 发明内容 [0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明提出一种超 声波应力理论模型构建方法， 为系统建立 不同工况 下的超声 波应力提供了方法。 [0004]根据本发明的第一方面实施例的一种超声波应力理论模型构建方法， 包括如下步 骤： 通过实验获得材料弹性模量E与温度T的关系； 通过实验获得材料声速C与温度T的关系； 建立超声 波应力Δσ 的理论模型。 [0005]根据本发明实施例的一种超声波应力理论模型构建方法， 至少具有如下技术效 果： 提出基于部 分参数的实验数据， 结合超声振动应力理论， 确定超声波在介质内传递引起 的应力(也称为超声波应力)的方法。 该专利为系统建立不同工况下的超声波应力提供了方 法， 显著降低了实验成本与次数， 为后续 航空零件的声学 特性参数计算 提供方法。 [0006]在本发明的一些 实施例中， 将 多组温度Ti和Ei进行线性拟合获得以温度为自变量， 弹性模量 为因应量的关系： [0007]E＝ξT+ ψ [0008]其中E为弹性模量， T为温度， ξ、 ψ为拟合获得的系 数； Ti为实验温度， Ei为温度Ti对 应的弹性模量。 [0009]在本发明的一些实施例中， 多组温度Ti和Ei的获得过程如 下： 在温度范围Tq～Tm内 取n个测量点， n个测量点分别为T1， T2，…， Ti，…， Tn， 其中T1＝Tq， Tm＝Tn， 且相邻测量点的温 度差值为ΔT， 取5组样品， 进行5组试验， 获得每组材料在 Ti温度下的应力σi,j以及应力σi,j对应的应变γi,j， j＝1，…， 5； σi,j为第j组试验中对应Ti温 度下的应力， 再对同一温度下的多个 应力和应 变求均值， 则得 σi表示Ti温度下的平均应力； γi表示Ti温度下的平均应变； Ti温度下的等效弹性模量 [0010]在本发明的一些实施例中， 声速 C与温度T的关系通过如下步骤获得： [0011]测量不同温度Ti条件下的声 波在介质内的传递速度Ci；说　明　书 1/4 页 3 CN 115292892 A 3