精密微小型过盈连接器件,广泛地用在航空航天,交通运输等领域。该类组件的连接质量直接影响系统的稳定性和可靠性,因此对该类组件的连接质量评估具有重大意义。过盈连接组件的连接质量可通过配合面的接触应力状态进行有效评估,本文针对组件配合面应力与超声波反射现象之间的联系,在配合面准静态弹簧模型的基础上,结合组件的接触刚度曲线,提出了配合面接触应力分析模型(R-P-K数学模型)以及配合面接触应力超声波测量方法。为分析接触应力与超声波反射系数的关系,本文设计并搭建了一台标定实验装置,研究了耦合剂、超声波探头焦距对测量精度的影响,研究了零件表面纹理方向、表面粗糙度及循环加载等复杂情况下超声波反射系数的变化,根据影响规律制定了一套接触应力测量分析方法。为实现小型过盈连接组件连接质量的可靠评估,本文设计并搭建了配合面接触应力超声测量装置。装置包括运动模块,超声信息采集处理模块。运动控制模块由三轴运动平台及精密电动转台组成,该模块用于组件空间位置调整,可使得组件配合面中的任意点处于测量位置。超声信息采集处理模块由点聚焦水浸探头,脉冲收发仪,示波器等仪器组成,该模块用于实现超声波反射后数据的采集,并传送给电脑进行进一步地数据处理。装置的软件系统是基于LabVIEW软件设计开发的,并采用MathScript节点实现超声波数据的采集与处理。本文使用配合面接触应力超声测量装置测量了过盈量分别为6μm、11μm和20μm的3种不同过盈连接组件配合表面的接触应力分布情况。基于应力分布云图,本文通过积分法计算过盈件的连接力,并与实际连接力进行比较,相对误差小于16%。在现有的过盈组件连接质量评估方法(压力位移曲线法)的基础上,本文结合应力分布云图提出了另外两种连接质量评估方法:(1)根据应力云图,判断配合面是否出现应力集中区域和磨损区域;(2)计算应力分布的偏差,判断应力波动程度;综上所述,本文提出的过盈连接组件配合面接触应力超声测量方法,并研制测量装置,实现了小型过盈组件配合面接触应力的非破坏性测量,并为小型过盈组件连接质量评估提供了新的方法与技术支撑。