聲彈性法

實驗應力分析方法的一種，它是利用超聲剪下波的雙折射效應測量莊力的方法。

基本介紹

• 中文名：聲彈性法
• 外文名：acoustoelasticity

原理

超音波在有應力的介質中傳播時，其剪下波沿兩個主應力方向發生偏振，這兩種偏振披以不同的速度傳播。實驗結果和理論分析得到的應力-聲學定律是，沿主應力方向的兩個超聲剪下波的速度差和兩個主應力之差成正比。這個比例係數稱為聲彈性係數，它和材料的彈性常數有關。這種現象和透明材料的光彈性效應相似，可以用來進行應力測量。

優點

聲彈性方法的主要優點是可以測量非透明材料中的應力，特別是金屬內部的應力。

歷史

1940年，發現膠質溶液中的聲學雙折射現象。50年代初，又發現各向同性的材料有應力時呈現聲學的各向異性。傳播能力較強的超音波通過材料會發生超聲剪下談的雙折射效應。這兩個超聲剪下波的相位差非常微小，無法象光彈性那樣採用干涉方法進行分析。因此，通常採用示波器記錄的方法：用鈦酸鋇陶瓷晶片將超聲剪下波傳給試件，通過透射或反射的方式，接收反映試件應力狀態的兩個偏振的超音波信號，然後將信號放大並進行測量。如採用超聲脈衝回波技術和功率譜分析等方法，可以提高測量精度。

發展

聲彈性應力測量技術已進入實驗研究階段。已測出鋼、鋁等材料的聲彈性係數以及晶粒大小帶來的影響。由於應力分離技術尚未解決，故尚未用於複雜構件的應力分析。