專利名稱：車軸透聲性能測試試塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機車車輛零部件無損檢測用具，尤其是一種車軸透聲性能測試試塊，屬于機車車輛檢測技術領域。
背景技術：
車軸透聲性能測試是一種通過測試車軸的超聲波穿透性反映車軸內部組織情況的方法。其測試原理可以參見申請號為99201174. 4的中國專利申請文件。在進行此項測試時，需要以標準試塊為基準，通過比較得出測試結果。現有標準試塊結構簡單，由與車軸同材質的金屬塊構成。然而，申請人在進行精密測試時發現，這種標準試塊的側面反射波也會反映到測試儀上，從而影響測試結果。檢索發現，名稱為《無損檢測標準試塊》、申請號為200720100284. 7的中國專利公開了一種階梯軸狀的試塊。此試塊不適用車軸的測試，也未給出消除反射波的方法。
發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術存在的問題，提出一種可以基本消除側面反射波的車軸透聲性能測試試塊，從而提高車軸透聲檢測結果的準確度。為了達到以上目的，本發明的車軸透聲性能測試試塊具有長方體的塊體，所述塊體沿長度方向延伸的四個側面分別制有沿長度方向延伸的溝槽，以及與長度方向呈X形交叉的吸聲槽；所述溝槽和吸聲槽內填充金屬粉末。測試時，試塊側面的溝槽和吸聲槽使入射到試塊側面的超聲波在槽中多次反射，每次反射都有一部分能量被填充的金屬粉末吸收。多次反射后，入射到試塊側面的超聲波能量大部分被側面吸收，反射到試塊中的能量極少，因此明顯減少了對測試結果的干擾，從而提高了測試的準確度。本發明進一步的完善是所述溝槽和/或吸聲槽的截面均為V形，槽內填充金屬粉末后表面覆蓋有涂覆層。填充時，通常將鎢粉與膩子均勻混合在一起，刷在溝槽內，直到填滿溝槽和和吸聲槽，最后再表面刷油漆覆蓋。截面為V形的溝槽和/或吸聲槽可以實現超聲波在側面的多次反射，制作工藝方便簡單；表面覆蓋的涂覆層方便試塊的拿取，同時對金屬粉末有一定的保護作用。膩子能使鎢粉在溝槽和吸聲槽里填充充實平整，均勻分布。由于選擇聲特性阻抗與超聲波探頭晶片聲特性阻抗基本匹配的金屬粉末材料(常用超聲波探頭晶片的聲特性阻抗為20 30 X 106kg/m2s, 一般認為材料聲特性阻抗在晶片聲特性阻抗的0. 5 I. 5倍之間為匹配)，此時金屬粉末有較高的聲吸收系數。又由于粉末狀的金屬對聲波的阻尼吸收能力很強，因此進入金屬粉層的聲波能量很快被吸收掉，從而達到吸聲效果。經試驗，采用100 200目的鎢粉時超聲波聲吸收系數最高，對超聲波能量的吸收能力最強，能達到最好效果。理論和實踐證明，最好所述溝槽的開口寬度為1±0. I毫米，此時溝槽內反射面寬度為常用頻率超聲波波長的1/2 I倍，從而使試塊既具有足夠數量的槽內反射面，又具有較為合理的反射面寬度，從而對橫向擴散的超聲波產生理想的槽內反射效果。吸聲槽開口寬度為1±0.5毫米，間距為10±1毫米，這樣可以對少量縱向擴散超聲波產生理想的槽內反射效果。吸聲槽的間距過小、分布過密，會減少試塊側面長度方向溝槽反射面，經試驗，吸聲槽間距為10_左右時對縱向擴散聲束的消音效果較好。所述溝槽和吸聲槽的截面均為V形，V形的底角最好為60°。底角過大，長度方向溝槽寬而淺，溝槽內反射效果不好；底角過小，溝槽密而深，制作不便。60°底角既使槽內反射效果理想，同時加工工藝方便。而且容易使聲束橫向或縱向擴散入射到試塊側面的超聲波在槽中經過多次反射，被金屬粉充分吸收。并且本發明試塊各側面的溝槽和吸聲槽相互貫通，因此構成了聲吸收網絡結構，可以充分吸收聲波能量，產生十分理想的消聲作用，從而基本消除試塊側面對超聲波的反射，大大提高車軸透聲性能測試結果的準確度。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖I為本發明一個實施例的結構示意圖(無覆蓋層狀態)。圖2為圖I的側視圖。圖3為圖2的局部放大圖。
圖4為本發明實施例二的局部放大圖。
具體實施例方式實施例一本實施例的車軸透聲性能測試試塊如圖I至3所示，塊體I為與車軸材料相同的長方體鋼材，沿長度方向延伸的四個側面分別制有沿長度方向延伸的緊鄰溝槽1-1，其截面形狀為形成表面鋸齒波紋的底角60° V形，開口寬度為I毫米，構成V形的兩側以及開口邊形成等邊三角形。各側面的中部完全失去了直接反射面，邊部留有較窄的護邊1-4。此外，各側面分別制有與長度方向呈45°交角的X形交叉均布吸聲槽1-2，吸聲槽的開口寬度也為I毫米，間距為10毫米，其截面形狀也為底角60° V形，且構成V形的兩側以及開口邊也形成等邊三角形。。溝槽1-1和吸聲槽1-2內填充150目(100目 200目均可)的金屬鎢粉末1-5，表面涂覆油漆1-3作為覆蓋涂覆層，將金屬鎢粉保持在槽內。緊鄰的溝槽和均布的吸聲槽能起到使入射到試塊側面的超聲波能起到能量被吸收的效果。(緊鄰的溝槽和均布的吸聲槽使得入射到試塊側面各位置的超聲波都能在槽內多次反射。)又經試驗表明，由于溝槽和吸聲槽內填充的金屬粉聲阻抗與超聲波探頭晶片聲阻抗匹配，因此具有良好的聲能吸收作用，試塊各側面的溝槽和吸聲槽構成了聲吸收網絡結構，無論橫向還是縱向擴散的聲束入射后均在槽內多次反射時，能量被金屬鎢粉充分吸收，從而有效消除試塊側面對超聲波的反射，顯著提高車軸透聲檢測結果的準確度。實施例二本實施例的車軸透聲性能測試試塊基本結構與實施例一相同，不同之處在于塊體左右兩端面底腳為60°的V形溝槽為非對稱結構，構成V形的兩坡面中，一坡面與試塊側面的夾角為小于60°的銳角(最好為55° -45° )，而另一坡面與試塊側面的夾角為大于60°的銳角(最好為65° -75。)。這樣，當聲束入射后多次反射，對測試儀幾乎不產生影響，從而提高車軸透聲檢測結果的準確度。實施例三本實施例的車軸透聲性能測試試塊基本結構與實施例一相同，不同之處在于塊體的V形溝槽為非對稱結構，而V形消吸聲槽為對稱結構。實施例四本實施例的車軸透聲性能測試試塊基本結構與實施例一相同，不同之處在于塊體 的V形溝槽為對稱結構，而V形消吸聲槽為非對稱結構。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種車軸透聲性能測試試塊，具有長方體的塊體，所述塊體沿長度方向延伸的四個側面分別制有沿長度方向延伸的溝槽，以及與長度方向呈X形交叉的吸聲槽；所述溝槽和吸聲槽內填充金屬粉末。
2.根據權利要求I所述的車軸透聲性能測試試塊,其特征在于所述溝槽和吸聲槽內填充的金屬粉聲阻抗與超聲波探頭晶片聲阻抗匹配。
3.根據權利要求I所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于所述金屬粉為粒度100 200目的鎢粉。
4.根據權利要求I所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于所述溝槽和/或吸聲槽的截面均為V形，槽內填充金屬粉末后表面覆蓋有涂覆層。
5.根據權利要求4所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于所述V形的底角為60。。
6.根據權利要求5所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于構成所述V形的兩坡面邊以及開口邊形成等邊三角形。
7.根據權利要求4或5所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于所述塊體的溝槽或吸聲槽的V形兩坡面中，一坡面與塊體側面的夾角為小于60°的銳角，另一坡面與塊體側面的夾角為大于60°的銳角。
8.根據權利要求7所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于所述溝槽相互緊鄰，所述吸聲槽均布。
9.根據權利要求8所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于。所述溝槽的開口寬度為1±0. I毫米；所述吸聲槽開口寬度為1±0. 5毫米，且相互之間的間距為10±1毫米。
10.根據權利要求8所述的車軸透聲性能測試試塊，其特征在于所述鎢粉與膩子均勻混合在一起填滿所述溝槽和吸聲槽，所述表面涂覆層為油漆層。
全文摘要
本發明涉及一種車軸透聲性能測試試塊，屬于機車車輛檢測技術領域。該試塊具有長方體的塊體，所述塊體沿長度方向延伸的四個側面分別制有沿長度方向延伸的緊鄰溝槽，以及與長度方向呈X形交叉的均布吸聲槽；所述溝槽和吸聲槽內填充金屬粉末后，表面覆蓋有涂覆層。采用本發明后，可以基本消除試塊側面對超聲波的反射，從而提高車軸透聲檢測結果的準確度。
文檔編號G01N29/30GK102759579SQ201110106228
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者萬升云, 姚榮文, 鄭小康 申請人:南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司