1.一種測(cè)量各向異性材料平面應(yīng)力的裝置,其特征在于該裝置包括超聲換能器組、超聲斜入射楔塊(2)、信號(hào)發(fā)生器(3)、數(shù)字示波器(4)和分析處理軟件(5);
所述超聲斜入射楔塊(2)的形狀為正八邊形,斜入射角為34°;
所述超聲換能器組包括第一超聲縱波激發(fā)探頭(11)、第二超聲縱波激發(fā)探頭(12)、第三超聲縱波激發(fā)探頭(13)、第一超聲縱波接收探頭(14)、第二超聲縱波接收探頭(15)和第三超聲縱波接收探頭(16),六個(gè)探頭均與超聲斜入射楔塊(2)固定連接,所述第一超聲縱波激發(fā)探頭(11)和第一超聲縱波接收探頭(14)處于豎直方向?qū)?yīng)放置,所述第二超聲縱波激發(fā)探頭(12)和第二超聲縱波接收探頭(15)處于與豎直方向呈45°角對(duì)應(yīng)放置,所述第三超聲縱波激發(fā)探頭(13)和第三超聲縱波接收探頭(16)處于水平方向?qū)?yīng)放置,分別組成三組一發(fā)一收超聲信號(hào)回路;
所述第一超聲縱波激發(fā)探頭(11)、第二超聲縱波激發(fā)探頭(12)和第三超聲縱波激發(fā)探頭(13)分別與信號(hào)發(fā)生器(3)通過(guò)信號(hào)線連接;
所述第一超聲縱波接收探頭(14)、第二超聲縱波接收探頭(15)和第三超聲縱波接收探頭(16)分別與數(shù)字示波器(4)通過(guò)信號(hào)線連接;
所述信號(hào)發(fā)生器(3)與數(shù)字示波器(4)連接,實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步;
所述分析處理軟件(5)與所述數(shù)字示波器(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量各向異性材料平面應(yīng)力的裝置,其特征在于所述超聲斜入射楔塊(2)的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量各向異性材料平面應(yīng)力的裝置,其特征在于所述超聲斜入射楔塊(2)的中心鑲嵌釹鐵硼磁鐵(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量各向異性材料平面應(yīng)力的裝置,其特征在于所述超聲斜入射楔塊斜入射角的確定方法具體為:
一、準(zhǔn)備無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的復(fù)合材料層合板試樣作為待測(cè)材料,沿待測(cè)材料測(cè)量與纖維方向呈0-90°的方向縱波的傳播速度,即為待測(cè)材料的聲速VL2;
二、根據(jù)斯涅耳定律及步驟一測(cè)得的縱波的傳播速度,按照公式VL1sinθ2=VL2sinθ1,令θ2=90°,計(jì)算得到所需斜入射楔塊的入射角θ1=arcsin(VL1/VL2);
其中VL1為斜入射楔塊的聲速,VL2為待測(cè)材料的聲速,θ1為斜入射楔塊的入射角、θ2為待測(cè)材料的臨界折射角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量各向異性材料平面應(yīng)力的裝置,其特征在于所述六個(gè)探頭與超聲斜入射楔塊(2)的固定連接方式為螺紋連接。