CN105158342A - 一种超声水浸无损评价残余应力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无损检测领域，涉及一种超声水浸无损评价残余应力的方法。本发明利用超声纵波穿透性高的优点保证了对材料内部残余应力的反应，克服了临界折射纵波法穿透深度不足的缺点，能够反应材料内部300mm深处的残余应力；本发明采用水浸法利用水做耦合剂，保证了探头的快速灵活移动，克服了横波法测量应力时的自动化程度低的缺点，同时提高了测量时探头与工件的耦合稳定性，还能减少温度变化带来的测量误差。本发明与破坏性残余应力测量方法相比，能够实现残余应力的无损检测，并且测量速度快，能够迅速获得残余应力二维分布图，与其他的无损残余应力测量方法相比，测量深度最大，测量速度是其它方法的2倍、测量成本不到其他方法的十分之一。

Description

一种超声水浸无损评价残余应力的方法

技术领域

本发明属于无损检测领域，涉及一种超声水浸无损评价残余应力的方法。

背景技术

很多材料都要求对其内部的残余应力进行无损测量，以达到预防加工变形和深入了解材料特性的要求。超声波无损评价材料残余应力技术已经成为可供选择的技术之一。但是，目前的超声残余应力测量技术存在以下两个问题：第一是临界折射纵波法的测量深度较浅，临界折射纵波法采用在材料表面以下一个超声波波长范围内传播的临界折射纵波评价材料中的残余应力，其测量深度最大不超过10mm，无法反应材料内部的残余应力；第二个问题是横波法超声应力测量的检测效率过低，横波法超声残余应力测量需要粘度较大的专用耦合剂，每一测量位置都需要旋转探头，单次测量耗时较大，且探头移动困难，不能实现连续自动化测量。

发明内容

本发明针对上述问题设计了一种超声水浸无损评价残余应力的方法，本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该方法的步骤是：

(1)标定

1.1取样

根据待测材料选择取样材料，选择与待测材料相同牌号相同规格的取样材料或从待测材料上直接取下一部分作为取样材料，从取样材料上取下一块长a＝20-300mm，宽b＝20-300mm，厚度s为取样材料厚度的方形试样，试样的厚度方向与取样材料的厚度方向相同；

1.2标定

1.2.1连接设备

脉冲信号发生器的输出接口和同步接口分别与多通道数字示波器的输入接口和同步接口通过同轴电缆连接；通过同轴电缆将频率为1-25MHz的超声纵波直探头接到脉冲信号发生器的发射/接收接口；

1.2.2安放试样及探头

将试样安放在压缩试验机上，试样长度方向或宽度方向为压缩试验机的加载方向，将超声纵波直探头利用耦合剂耦合在试样表面，保证探头发射的超声波沿试样的厚度方向传播；

1.2.3标定测量参数

打开脉冲信号发生器和多通道数字示波器，利用示波器显示的底波波形，测量第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差t₀ ⁽ⁱ⁾，其中，n＝1，2，3…，i＝1，2，3…，则试样中的超声波波速v₀＝2i×s÷t₀ ⁽ⁱ⁾，利用压缩试验机对试样施加压缩载荷，直到压应力达到试样屈服强度的10％-80％，在加载过程中，应力每增加10-100MPa，记录第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差t_j ⁽ⁱ⁾，则每一应力下超声波波速v_j＝2i×s÷t_j ⁽ⁱ⁾；

以(v_j-v₀)为横坐标，以应力为纵坐标，在直角坐标系上标出不同应力对应的超声波波速，将各点进行线性拟合，拟合后直线的斜率称为声弹性系数K，取另一个相同的试样重复上述标定过程，只有当两次标定获得的声弹性系数K偏差在20％以内时视为标定结果有效，否则认为试验误差过大，需要重新执行上述标定步骤，将标定结果有效的二个声弹性系数K的平均值K_平均作为实际使用的声弹性系数，

(2)测量

2.1样品要求及安放

将待测材料加工出两个相对平行的平面，并且从这两个平面中任意一个平面上任一点向另一个平面做出的垂线必须为样品厚度方向，将待测材料安放在水槽中，安放时需要保证上述平面与水平面平行，安放完成后，水槽中的水淹没待测材料10-150mm；

2.2连接仪器

通过同轴电缆将超声探伤仪的激励/接收接口与频率为1-25MHz的水浸超声纵波直探头连接，水浸超声纵波直探头安装在能够进行三轴协同运动的扫查架上，控制水浸超声纵波直探头位置，使水浸超声纵波直探头进入水中后与待测材料的上平面之间保持距离10-130mm，且水浸超声纵波直探头与水平面垂直；

2.3扫查

给超声探伤仪输入一个与待测材料相应的声速V₀，利用扫查架使探头在固定水平高度上进行平面扫查，在平面扫查过程中保持声速V₀不变，记录下水浸超声纵波直探头在扫查过程中所有位置处收到的第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差T_k ⁽ⁱ⁾或厚度差S_k ⁽ⁱ⁾，如果记录的是时间差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2i×s÷T_k ⁽ⁱ⁾，如果记录的是厚度差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2i×s÷(2i×S_k ⁽ⁱ⁾÷V₀)；

(3)成像

3.1获得残余应力

求出待测材料中最快的超声波波速与最慢的超声波波速的平均值V_平均，则残余应力σ_k＝K×(V_k-V_平均)；

3.2成像

将各测量位置的坐标形成一个二维位置矩阵，将各位置的残余应力σ_k中最大的应力值定义为256，最小的应力值定义为0，中间划分为256级，每一级对应一个灰度值或色彩值，将灰度值或色彩值填充到相应的位置矩阵中，绘制出应力分布二维灰度图或者应力分布二维彩虹图。

所述在扫查过程中，当第n+i次底波的峰值小于第n次底波峰值的50％-80％时，或在整个扫查过程中，水浸超声纵波直探头在不同位置的第n+i次底波的峰值变化超过其最高峰值的30％-50％时，需要利用超声探伤仪对第n+i次底波进行增益补偿，保证第n+i次底波峰值在扫查过程中自身变化不大。

本发明的工作原理是：

超声波在材料中的传播速度会在一定程度上受材料中应力的影响，这一现象被称为超声波的“声弹性效应”。本发明就是利用超声纵波的这一效应通过测量超声纵波波速的变化反应材料中不同位置之间的残余应力差异，进而绘制残余应力二维分布图。

现有的超声残余应力测量方法存在测量深度小和自动化程度低两个方面的问题。一方面，临界折射纵波法的测量深度不超过10mm，难以反映出对材料加工变形造成影响的内部残余应力。另一方面，横波法虽然能测量上百毫米深度位置的残余应力，但其需要粘性较大的专用耦合剂，探头移动困难，难以实现自动化扫查，检测效率低。

针对第一个问题，利用超声纵波的强穿透性，可以测量其传播路径上残余应力的平均大小，测量深度只受超声波衰减的影响，只要能获得足够强度的回波即可测量，因此最大测量深度可以达到几百毫米，并且该方法的测量精度随测量深度的增加而提高。

针对第二个问题，利用水做耦合剂，使得超声探头运动方便，配合自动扫查装置能够快速扫查各位置的残余应力，快速绘制残余应力二维分布图，测量效率大幅提高，同时，由于采用水做耦合剂，还避免了耦合差异或温度急剧变化带来的测量误差，提高了测量精度。本发明中提供的方法在设备维护和测量过程中的消耗都很低，测量成本低，适合工程应用。

本发明的优点和有益效果是：

本发明开发了一种超声测量材料内部残余应力的新方法。其优点和有益效果表现在以下两个方面：第一，利用超声纵波穿透性高的优点保证了对材料内部残余应力的反应，克服了临界折射纵波法穿透深度不足的缺点，能够反应材料内部300mm深处的残余应力；第二，采用水浸法利用水做耦合剂，保证了探头的快速灵活移动，克服了横波法测量应力时的自动化程度低的缺点，同时提高了测量时探头与工件的耦合稳定性，还能减少温度变化带来的测量误差，提高检测效率和准确度。本发明与破坏性残余应力测量方法相比，能够实现残余应力的无损检测，并且测量速度快，能够迅速获得残余应力二维分布图，与其他的无损残余应力测量方法相比，测量深度最大，测量速度是其它方法的2倍、测量成本不到其他方法的十分之一。

具体实施方式

该方法的步骤是：

(1)标定

1.1取样

根据待测材料选择取样材料，选择与待测材料相同牌号相同规格的取样材料或从待测材料上直接取下一部分作为取样材料，从取样材料上取下一块长a＝20-300mm，宽b＝20-300mm，厚度s为取样材料厚度的方形试样，试样的厚度方向与取样材料的厚度方向相同；

1.2标定

1.2.1连接设备

脉冲信号发生器的输出接口和同步接口分别与多通道数字示波器的输入接口和同步接口通过同轴电缆连接；通过同轴电缆将频率为1-25MHz的超声纵波直探头接到脉冲信号发生器的发射/接收接口；

1.2.2安放试样及探头

将试样安放在压缩试验机上，试样长度方向或宽度方向为压缩试验机的加载方向，将超声纵波直探头利用耦合剂耦合在试样表面，保证探头发射的超声波沿试样的厚度方向传播；

1.2.3标定测量参数

打开脉冲信号发生器和多通道数字示波器，利用示波器显示的底波波形，测量第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差t₀ ⁽ⁱ⁾，其中，n＝1，2，3…，i＝1，2，3…，则试样中的超声波波速v₀＝2i×s÷t₀ ⁽ⁱ⁾，利用压缩试验机对试样施加压缩载荷，直到压应力达到试样屈服强度的10％-80％，在加载过程中，应力每增加10-100MPa，记录第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差t_j ⁽ⁱ⁾，则每一应力下超声波波速v_j＝2i×s÷t_j ⁽ⁱ⁾；

以(v_j-v₀)为横坐标，以应力为纵坐标，在直角坐标系上标出不同应力对应的超声波波速，将各点进行线性拟合，拟合后直线的斜率称为声弹性系数K，取另一个相同的试样重复上述标定过程，只有当两次标定获得的声弹性系数K偏差在20％以内时视为标定结果有效，否则认为试验误差过大，需要重新执行上述标定步骤，将标定结果有效的二个声弹性系数K的平均值K_平均作为实际使用的声弹性系数，

(2)测量

2.1样品要求及安放

将待测材料加工出两个相对平行的平面，并且从这两个平面中任意一个平面上任一点向另一个平面做出的垂线必须为样品厚度方向，将待测材料安放在水槽中，安放时需要保证上述平面与水平面平行，安放完成后，水槽中的水淹没待测材料10-150mm；

2.2连接仪器

通过同轴电缆将超声探伤仪的激励/接收接口与频率为1-25MHz的水浸超声纵波直探头连接，水浸超声纵波直探头安装在能够进行三轴协同运动的扫查架上，控制水浸超声纵波直探头位置，使水浸超声纵波直探头进入水中后与待测材料的上平面之间保持距离10-130mm，且水浸超声纵波直探头与水平面垂直；

2.3扫查

给超声探伤仪输入一个与待测材料相应的声速V₀，利用扫查架使探头在固定水平高度上进行平面扫查，在平面扫查过程中保持声速V₀不变，记录下水浸超声纵波直探头在扫查过程中所有位置处收到的第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差T_k ⁽ⁱ⁾或厚度差S_k ⁽ⁱ⁾，如果记录的是时间差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2i×s÷T_k ⁽ⁱ⁾，如果记录的是厚度差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2i×s÷(2i×S_k ⁽ⁱ⁾÷V₀)；

(3)成像

3.1获得残余应力

求出待测材料中最快的超声波波速与最慢的超声波波速的平均值V_平均，则残余应力σ_k＝K×(V_k-V_平均)；

3.2成像

将各测量位置的坐标形成一个二维位置矩阵，将各位置的残余应力σ_k中最大的应力值定义为256，最小的应力值定义为0，中间划分为256级，每一级对应一个灰度值或色彩值，将灰度值或色彩值填充到相应的位置矩阵中，绘制出应力分布二维灰度图或者应力分布二维彩虹图。

所述在扫查过程中，当第n+i次底波的峰值小于第n次底波峰值的50％-80％时，或在整个扫查过程中，水浸超声纵波直探头在不同位置的第n+i次底波的峰值变化超过其最高峰值的30％-50％时，需要利用超声探伤仪对第n+i次底波进行增益补偿，保证第n+i次底波峰值在扫查过程中自身变化不大。

实施例1

牌号为7A85的铝合金锻件，长350mm，宽240mm，厚100mm。其检测步骤如下：

(1)标定

1.1取样

根据待测材料选择取样材料，选择与待测材料相同牌号相同规格的取样材料或从待测材料上直接取下一部分作为取样材料，从取样材料上取下一块长a＝50mm，宽b＝40mm，厚度s为取样材料厚度的方形试样，试样的厚度方向与取样材料的厚度方向相同；

1.2标定

1.2.1连接设备

脉冲信号发生器的输出接口和同步接口分别与多通道数字示波器的输入接口和同步接口通过同轴电缆连接；通过同轴电缆将频率为10MHz的超声纵波直探头接到脉冲信号发生器的发射/接收接口；

1.2.2安放试样及探头

将试样安放在压缩试验机上，试样长度方向或宽度方向为压缩试验机的加载方向，将超声纵波直探头利用耦合剂耦合在试样表面，保证探头发射的超声波沿试样的厚度方向传播；

1.2.3标定测量参数

打开脉冲信号发生器和多通道数字示波器，利用示波器显示的底波波形，测量第1次底波和第2次底波的峰值位置的时间差t₀ ⁽¹⁾，则试样中的超声波波速v₀＝2×s÷t₀ ⁽¹⁾，利用压缩试验机对试样施加压缩载荷，直到压应力达到试样屈服强度的80％，在加载过程中，应力每增加10MPa，记录第1次底波和第2次底波的峰值位置的时间差t_j ⁽¹⁾，则每一应力下超声波波速v_j＝2×s÷t_j ⁽¹⁾；

以(v_j-v₀)为横坐标，以应力为纵坐标，在直角坐标系上标出不同应力对应的超声波波速，将各点进行线性拟合，拟合后直线的斜率称为声弹性系数K，取另一个相同的试样重复上述标定过程，只有当两次标定获得的声弹性系数K偏差在20％以内时视为标定结果有效，否则认为试验误差过大，需要重新执行上述标定步骤，将标定结果有效的二个声弹性系数K的平均值K_平均＝520作为实际使用的声弹性系数，

(2)测量

2.1样品要求及安放

将待测材料加工出两个相对平行的平面，并且从这两个平面中任意一个平面上任一点向另一个平面做出的垂线必须为样品厚度方向，将待测材料安放在水槽中，安放时需要保证上述平面与水平面平行，安放完成后，水槽中的水淹没待测材料80mm；

2.2连接仪器

通过同轴电缆将超声探伤仪的激励/接收接口与频率为10MHz的水浸超声纵波直探头连接，水浸超声纵波直探头安装在能够进行三轴协同运动的扫查架上，控制水浸超声纵波直探头位置，使水浸超声纵波直探头进入水中后与待测材料的上平面之间保持距离50mm，且水浸超声纵波直探头与水平面垂直；

2.3扫查

给超声探伤仪输入一个与待测材料相应的声速V₀＝6300，利用扫查架使探头在固定水平高度上进行平面扫查，在平面扫查过程中保持声速V₀不变，记录下水浸超声纵波直探头在扫查过程中所有位置处收到的第1次底波和第2次底波的峰值位置的时间差T_k ⁽¹⁾或厚度差S_k ⁽¹⁾，如果记录的是时间差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2×s÷T_k ⁽¹⁾，如果记录的是厚度差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2×s÷(2×S_k ⁽¹⁾÷6300)；

(3)成像

3.1获得残余应力

求出待测材料中最快的超声波波速与最慢的超声波波速的平均值V_平均，则残余应力σ_k＝520×(V_k-V_平均)；

3.2成像

将各测量位置的坐标形成一个二维位置矩阵，将各位置的残余应力σ_k中最大的应力值定义为256，最小的应力值定义为0，中间划分为256级，每一级对应一个灰度值或色彩值，将灰度值或色彩值填充到相应的位置矩阵中，绘制出应力分布二维灰度图或者应力分布二维彩虹图。

在扫查过程中，当第2次底波的峰值小于第1次底波峰值的50％-80％时，或在整个扫查过程中，水浸超声纵波直探头在不同位置的第2次底波的峰值变化超过其最高峰值的30％-50％时，需要利用超声探伤仪对第2次底波进行增益补偿，保证第2次底波峰值在扫查过程中自身变化不大。

实施例2

牌号为Q345的轧制钢板，长1000mm，宽400mm，厚50mm。其检测步骤如下：

(1)标定

1.1取样

根据待测材料选择取样材料，选择与待测材料相同牌号相同规格的取样材料或从待测材料上直接取下一部分作为取样材料，从取样材料上取下一块长a＝20mm，宽b＝30mm，厚度s为取样材料厚度的方形试样，试样的厚度方向与取样材料的厚度方向相同；

1.2标定

1.2.1连接设备

脉冲信号发生器的输出接口和同步接口分别与多通道数字示波器的输入接口和同步接口通过同轴电缆连接；通过同轴电缆将频率为5MHz的超声纵波直探头接到脉冲信号发生器的发射/接收接口；

1.2.2安放试样及探头

将试样安放在压缩试验机上，试样长度方向或宽度方向为压缩试验机的加载方向，将超声纵波直探头利用耦合剂耦合在试样表面，保证探头发射的超声波沿试样的厚度方向传播；

1.2.3标定测量参数

打开脉冲信号发生器和多通道数字示波器，利用示波器显示的底波波形，测量第1次底波和第3次底波的起始位置的时间差t₀ ⁽²⁾，则试样中的超声波波速v₀＝2×2×s÷t₀ ⁽²⁾，利用压缩试验机对试样施加压缩载荷，直到压应力达到试样屈服强度的80％，在加载过程中，应力每增加20MPa，记录第1次底波和第3次底波的起始位置的时间差t_j ⁽²⁾，则每一应力下超声波波速v_j＝2×2×s÷t_j ⁽²⁾；

以(v_j-v₀)为横坐标，以应力为纵坐标，在直角坐标系上标出不同应力对应的超声波波速，将各点进行线性拟合，拟合后直线的斜率称为声弹性系数K，取另一个相同的试样重复上述标定过程，只有当两次标定获得的声弹性系数K偏差在20％以内时视为标定结果有效，否则认为试验误差过大，需要重新执行上述标定步骤，将标定结果有效的二个声弹性系数K的平均值K_平均＝705作为实际使用的声弹性系数，

(2)测量

2.1样品要求及安放

将待测材料加工出两个相对平行的平面，并且从这两个平面中任意一个平面上任一点向另一个平面做出的垂线必须为样品厚度方向，将待测材料安放在水槽中，安放时需要保证上述平面与水平面平行，安放完成后，水槽中的水淹没待测材料100mm；

2.2连接仪器

通过同轴电缆将超声探伤仪的激励/接收接口与频率为5MHz的水浸超声纵波直探头连接，水浸超声纵波直探头安装在能够进行三轴协同运动的扫查架上，控制水浸超声纵波直探头位置，使水浸超声纵波直探头进入水中后与待测材料的上平面之间保持距离75mm，且水浸超声纵波直探头与水平面垂直；

2.3扫查

给超声探伤仪输入一个与待测材料相应的声速V₀＝5800，利用扫查架使探头在固定水平高度上进行平面扫查，在平面扫查过程中保持声速V₀不变，记录下水浸超声纵波直探头在扫查过程中所有位置处收到的第1次底波和第3次底波的起始位置的时间差T_k ⁽²⁾或厚度差S_k ⁽²⁾，如果记录的是时间差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2×2×s÷T_k ⁽²⁾，如果记录的是厚度差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2×2×s÷(2×2×S_k ⁽²⁾÷5800)；

(3)成像

3.1获得残余应力

求出待测材料中最快的超声波波速与最慢的超声波波速的平均值V_平均，则残余应力σ_k＝705×(V_k-V_平均)；

3.2成像

将各测量位置的坐标形成一个二维位置矩阵，将各位置的残余应力σ_k中最大的应力值定义为256，最小的应力值定义为0，中间划分为256级，每一级对应一个灰度值或色彩值，将灰度值或色彩值填充到相应的位置矩阵中，绘制出应力分布二维灰度图或者应力分布二维彩虹图。

Claims (2)

1.一种超声水浸无损评价残余应力的方法，其特征在于：该方法的步骤是：

(1)标定

1.1取样

根据待测材料选择取样材料，选择与待测材料相同牌号相同规格的取样材料或从待测材料上直接取下一部分作为取样材料，从取样材料上取下一块长a＝20-300mm，宽b＝20-300mm，厚度s为取样材料厚度的方形试样，试样的厚度方向与取样材料的厚度方向相同；

1.2标定

1.2.1连接设备

脉冲信号发生器的输出接口和同步接口分别与多通道数字示波器的输入接口和同步接口通过同轴电缆连接；通过同轴电缆将频率为1-25MHz的超声纵波直探头接到脉冲信号发生器的发射/接收接口；

1.2.2安放试样及探头

将试样安放在压缩试验机上，试样长度方向或宽度方向为压缩试验机的加载方向，将超声纵波直探头利用耦合剂耦合在试样表面，保证探头发射的超声波沿试样的厚度方向传播；

1.2.3标定测量参数

打开脉冲信号发生器和多通道数字示波器，利用示波器显示的底波波形，测量第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差t₀ ⁽ⁱ⁾，其中，n＝1，2，3…，i＝1，2，3…，则试样中的超声波波速v₀＝2i×s÷t₀ ⁽ⁱ⁾，利用压缩试验机对试样施加压缩载荷，直到压应力达到试样屈服强度的10％-80％，在加载过程中，应力每增加10-100MPa，记录第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差t_j ⁽ⁱ⁾，则每一应力下超声波波速v_j＝2i×s÷t_j ⁽ⁱ⁾；

以(v_j-v₀)为横坐标，以应力为纵坐标，在直角坐标系上标出不同应力对应的超声波波速，将各点进行线性拟合，拟合后直线的斜率称为声弹性系数K，取另一个相同的试样重复上述标定过程，只有当两次标定获得的声弹性系数K偏差在20％以内时视为标定结果有效，否则认为试验误差过大，需要重新执行上述标定步骤，将标定结果有效的二个声弹性系数K的平均值K_平均作为实际使用的声弹性系数，

(2)测量

2.1样品要求及安放

将待测材料加工出两个相对平行的平面，并且从这两个平面中任意一个平面上任一点向另一个平面做出的垂线必须为样品厚度方向，将待测材料安放在水槽中，安放时需要保证上述平面与水平面平行，安放完成后，水槽中的水淹没待测材料10-150mm；

2.2连接仪器

通过同轴电缆将超声探伤仪的激励/接收接口与频率为1-25MHz的水浸超声纵波直探头连接，水浸超声纵波直探头安装在能够进行三轴协同运动的扫查架上，控制水浸超声纵波直探头位置，使水浸超声纵波直探头进入水中后与待测材料的上平面之间保持距离10-130mm，且水浸超声纵波直探头与水平面垂直；

2.3扫查

给超声探伤仪输入一个与待测材料相应的声速V₀，利用扫查架使探头在固定水平高度上进行平面扫查，在平面扫查过程中保持声速V₀不变，记录下水浸超声纵波直探头在扫查过程中所有位置处收到的第n次底波和第n+i次底波的峰值位置或起始位置的时间差T_k ⁽ⁱ⁾或厚度差S_k ⁽ⁱ⁾，如果记录的是时间差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2i×s÷T_k ⁽ⁱ⁾，如果记录的是厚度差，则待测材料各位置的超声波波速V_k＝2i×s÷(2i×S_k ⁽ⁱ⁾÷V₀)；

(3)成像

3.1获得残余应力

求出待测材料中最快的超声波波速与最慢的超声波波速的平均值V_平均，则残余应力σ_k＝K×(V_k-V_平均)；

3.2成像

将各测量位置的坐标形成一个二维位置矩阵，将各位置的残余应力σ_k中最大的应力值定义为256，最小的应力值定义为0，中间划分为256级，每一级对应一个灰度值或色彩值，将灰度值或色彩值填充到相应的位置矩阵中，绘制出应力分布二维灰度图或者应力分布二维彩虹图。

2.根据权利要求1所述的一种超声水浸无损评价残余应力的方法，其特征在于：所述在扫查过程中，当第n+i次底波的峰值小于第n次底波峰值的50％-80％时，或在整个扫查过程中，水浸超声纵波直探头在不同位置的第n+i次底波的峰值变化超过其最高峰值的30％-50％时，需要利用超声探伤仪对第n+i次底波进行增益补偿，保证第n+i次底波峰值在扫查过程中自身变化不大。