结构微裂纹混频非线性超声检测方法研究
微裂纹扩展的非共线超声混频定位研究
微裂纹扩展的非共线超声混频定位研究
李磊;朱武军;刘立帅;项延训;邓明晰
【期刊名称】《声学技术》
【年(卷),期】2022(41)2
【摘要】金属结构在早期服役过程中易出现微小裂纹,对早期微小裂纹扩展方向的检测与跟踪对避免结构失效而导致的突发性灾难具有重要的现实意义。
基于非共线超声混频方法,开展金属材料微裂纹扩展的定位与表征研究。
研究中选择两列横波相互作用产生混频纵波的非共线混频模式,通过实验测量验证了其混频效应和信号的传播性。
选用铝合金7075-T6中预制的垂直和倾斜微裂纹为研究对象,提取每个测量点的超声混频非线性参数并进行归一化处理绘制成扫查成像图,从而表征微裂纹的长度与扩展方向。
最后,将扫查成像图与光学显微镜的金相观察结果进行对比分析。
研究表明,超声混频方法能够有效定位和跟踪铝合金材料中不同扩展方向的微裂纹,可为金属结构中微裂纹扩展提供检测方法。
【总页数】6页(P205-210)
【作者】李磊;朱武军;刘立帅;项延训;邓明晰
【作者单位】华东理工大学;重庆大学
【正文语种】中文
【中图分类】TB559
【相关文献】
1.非共线复合型裂纹扩展特性分析
2.结构中微裂纹与超声波的混频非线性作用数值仿真研究
3.冷^(85)Rb原子中的非共线非简并四波混频的实验研究
4.含裂纹砂浆试件的非共线混频超声试验研究
5.基于非线性超声混频技术的金属疲劳微裂纹实验测量
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利用超声波技术检测混凝土结构构件裂缝
利用超声波技术检测混凝土结构构件裂缝一、背景介绍混凝土结构构件裂缝是混凝土结构中最常见的缺陷之一，对混凝土结构的稳定性和使用寿命都会产生严重影响。
因此，对混凝土结构构件裂缝进行及时检测和处理具有重要意义。
超声波技术作为一种非破坏性检测方法，已经被广泛应用于混凝土结构构件裂缝的检测。
二、超声波技术原理超声波技术是利用超声波在材料中的传播速度和反射特性来检测材料内部缺陷的一种非破坏性检测方法。
在混凝土结构中，超声波的传播速度和反射特性与混凝土的物理性质和结构有关。
当超声波遇到混凝土结构内的裂缝时，会发生反射和衍射，从而形成特定的声波图像。
通过对声波图像的分析，可以判断混凝土结构中裂缝的位置、数量和大小等信息。
三、超声波检测混凝土结构构件裂缝的步骤1.准备工作在进行超声波检测前，需要先进行准备工作。
首先需要确定检测的混凝土结构构件的类型、尺寸和厚度等信息。
然后需要选择合适的检测设备和探头，并进行设备的校准和调试。
2.检测表面处理混凝土结构构件表面的粗糙度和杂质等因素会影响超声波的传播和反射，因此需要对表面进行处理。
通常采用打磨、刷洗等方法，使表面光滑、干净、平整。
3.探头放置和扫描根据混凝土结构构件的形状和裂缝的位置，选择合适的探头并放置在检测区域。
然后启动设备进行扫描。
通常采用网格扫描方式，即将检测区域分成若干个网格，逐个进行扫描。
4.数据采集和分析设备会自动采集数据并生成声波图像和数据报告。
根据声波图像和数据报告，可以分析混凝土结构中裂缝的位置、数量和大小等信息。
通常采用阈值分析、颜色映射等方法，对声波图像进行处理和分析。
5.判断和处理根据分析结果，判断混凝土结构中裂缝的严重程度和对结构的影响。
如果裂缝较小，可以采取填充、抹灰等方法进行处理。
如果裂缝较大，需要进行加固、加筋等方法进行处理。
四、超声波检测混凝土结构构件裂缝的注意事项1.探头放置和扫描的精度和密度要求高，避免漏检或误检。
2.检测时要注意保持探头和检测区域的接触状态，避免空气层的影响。
微纳米级裂纹的非线性超声检测
（ ． ｄｎ ｃ １ Ｏｒ ａｎ ｅＥｎｇｉ ｅ ｒｎｇ Ｃｏ ｌ ｇｅ，Ｓ ｎ ｅ ｉ ｌｅ
盘 “ ｇ ０ ０ ０３，Ｃｈｉ ａ； 以门 ５ ０ ｎ
ｔａ ｏ ｉ ｖ ｓ ａ ｄ ｃ ａ ｋ ｎ ｍ ｅ ａ ｔ ｒａ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓ ｏ ｔ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓ ｏ ｌｒ ｓ ｎ ｃ ｗａ ｅ ｒ ｅ ｒ ｓ ｎ ｃ ｗａ ｅ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｔ Ｉｍａ ｅ ｉｌ ｎ ｈ ｉｔ ｒ ｉ ｆｅ ｔ ｆ ｕ ｔ ａ ｏ ｉ ｏ ｖ ｓ ｗｅ ｅ ｒ －
ｓａ ｃ ｅ ｏ ｉ ｅ ｒ ｈ ｄ ｔ ｍｐｌｍｅ ｈｅ ｕｌｒ ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｃ ｏ ｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｔ ｌｍａ ｅ ｉｌ． Ｏｎ ｔ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｎｔｔ ｔａ ｏｎ ｃ ｔ ｓ ｆｍｉｒ — ａ ｏ ｃ ａ ｋ ｎ ｍｅ ａ ｔ ｒａ ｓ ｈｅ ｂ ｓｓ ｏ ｈｅ
微 纳 米 级 裂 纹 的非 线 性 超 声 检 测
敦 怡 ， 。师小红 ， 王广龙 ， 周兆英
（． １ 军械工程学院， 河Байду номын сангаас 石家庄 ０００ ；． ５０ ３２ 清华大学 精密仪器与机械学系， 北京 １０８ ） ００ ４
摘 要 ： 了实 现 对金 属 材 料 中 微 纳米 级 裂 纹 的超 声 检 测 ， 立 了非 线 性 超 声 检 测 系 统 ， 究 了 超 声 波 与 金 属 材 料 中裂 纹 为 建 研 的 相互 作 用 以及 超 声 波 的 畸 变效 应 。介 绍 了 固体 中普 遍 存 在 的 超 声 非 线 性 现 象 ； 以金 属 材 料 中 的 微 纳 米 级 裂 纹 为 例 研 究 了裂 纹 与 超 声 波 相互 作 用 产 生 的 畸 变效 应 ； 分 析超 声 波 产 生 畸 变 的 基 础 上 ， 述 了 超 声 高 次谐 波 振 幅 的测 量 方 法 。 在 描 最后 ， 以金 属 材 料 疲 劳 裂 纹 为 例 ， 利用 常规 超 声 检 测 和 非线 性 超 声 检 测 两 种 方 法 ， 明 了非 线 性 超声 检 测 在 微 纳 米 级 裂 证 纹 检 测 中的 有 效性 。实 验 结 果 表 明 ： 劳 裂 纹 扩展 长 度 与 二 次 谐 波 激 发 效 率 关 系 密 切 ； 用 二 次 谐 波 ， 线 性 超 声 检 测 疲 利 非 方 法 检 测 出 的 裂纹 长 度 比常 规超 声检 测 方 法 检 测 出 的裂 纹 长 度 增 加 了 ３ ％ ， 现 了对 金 属 材 料微 纳米 级 裂 纹 的 检 测 。 Ｏ 实
金属构件疲劳微裂纹非线性超声检测
００ ０ ） ５０ ３ （ 军械学院电气工程系 ， 石家庄
摘要 ： 通过对 固体非 线性超 声传播模 型的研 究， 分析 了裂纹静 态压 力与超声 波作 用力对裂纹超 声非线性响应 的影响 ， 建立 了反 映裂纹区应力一 变非线性关 系的弹性接 触机 制超 声非线性响应模 型 以及反 映裂纹 闭合状 态转换的碰撞 接触机 应
制超 声 非 线性 响应 模 型 。通 过 实验 研 究发 现 ， 纹 尖 端 区的 二 次 谐 波 激发 效 率 与 裂 纹 的 开 １区 和 闭 合 区及 裂 纹 最 终 扩 展 裂 ３ ＇
的极 限长度有 关。 因此 ， 可使用二次谐波激发效率作为定量表征金属试件疲劳微裂纹缺 陷的特征参数 ， 实验 中使 用了 自主
（ ｅａｔ ｅｔ ｆ ｌｃ ｃＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｏｄ ａｃ ｎ ｉ ｅ ｎ ｏｌ ｅＳ ｉａｈ ａｇ ００ ０ ，ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｎ ｏ Ｅｅｔ ｎｉ ｅ ｎ ，ｒｎ ｎｅＥ ｇ ｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ，ｈｊ ｚｕｎ ５ ０ ３ Ｃ ｉ ｍ ｉ ｒ ｎ ｉ ｎ ｉ ｅ ｉ ａ
Ａｂｓｒ ｔ： ｅ ｅ ｅ ｔ ｆｓａ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｒ ｃ ａ ｔｎ ｏ ｃ ｆｕｌｒｓ ｎｃ ｗａ ｅｏ ｌｒｓ ｎｉ ｏ ｌｎｅ ｒｒ ｓ ｏｎ ｅ ｏ ｒｃ ｒ ｔａｃ Ｔｈ ｆ ｃｓ ｏ ｔｔｃ ｐ ｅ ｓ ｒ ｆｃａ ｋ， ｃｉ ｇ ｆｒ ｅ ｏ ｔａ ｏ ｉ ｖ ｎ ｕ ｔａ ｏ ｃ ｎ ｎ ｉ ａ ｅ ｐ ｓ ｆｃａ ｋ ｗｅ ｅ
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固 体 火 箭 技 术 第 ３ 卷第 １期 １
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｉ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｌ Ｒ￣ ｋ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｄ ｅ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｔ Ｖｏ ． １ Ｎ ． ０ ８ １３ ｏ １２ ０
造船——微裂纹结构的非线性超声Lamb波的有限元模拟
利用 ABAQUS/Explicit 方法，为了获得足够的准确度和提高计算效率，不同的区域采 用不同的网格密度。一般来说，网格越稠密，精度越高，但是同时会导致计算时间的大量增
加。根据文献[32]，网格的最大尺寸和时间步长采用下式计算：
������������������������
=
������������������������ 20
本文主要研究基于微裂纹结构的二次谐波的传播，其理论机制就是当声波传播到微裂纹 时，导致裂纹表面张开、闭合[19, 20]，而压缩阶段的接触刚度比拉伸阶段的接触刚度大， 发生非线性震荡，产生高次谐波。所以，谐波震荡开始广泛用于微裂纹的检测[21-23]。
本文基于有限元软件 ABAQUS 和 Python 语言，建立了 Lamb 波在含随机分布微裂纹薄 板中传播的有限元模型，研究了不同频率下 Lamb 波产生二次谐波的激发过程，从而为后续 的损伤检测提供依据。
基于超声波探伤技术的混凝土裂缝检测方法研究
基于超声波探伤技术的混凝土裂缝检测方法研究一、研究背景混凝土是现代建筑中常用的一种材料，但长期使用和自然环境的作用会导致混凝土出现裂缝。
裂缝的存在不仅会影响混凝土结构的强度和稳定性，同时也会对建筑物的安全性和耐久性造成影响。
因此，混凝土裂缝的检测和修复是建筑维护和保养的重要工作之一。
目前，检测混凝土裂缝的方法主要有视觉检测、超声波探测、电磁波探测等多种方法。
其中，超声波探测技术因其高精度、高灵敏度、非接触等优点，被广泛应用于混凝土裂缝检测领域。
二、超声波探伤技术原理超声波探伤技术是利用超声波在材料中传播的特性，对材料内部的缺陷进行检测和评估的一种无损检测技术。
当超声波穿过材料时，由于材料内部缺陷的存在，超声波传播的速度和幅度会发生改变，从而可以通过测量超声波的传播时间和幅度来判断材料内部的缺陷情况。
在混凝土裂缝检测中，超声波探伤技术可以通过探头对混凝土表面进行扫描，检测出混凝土表面下的裂缝位置、长度和深度等信息。
同时，超声波探伤技术还可以对混凝土内部的缺陷进行检测，如空洞、内部裂缝等。
三、超声波探伤技术在混凝土裂缝检测中的应用1. 裂缝检测在混凝土表面布置探头，利用超声波探伤技术可以对混凝土表面下的裂缝进行检测。
通过测量超声波传播的时间和幅度，可以确定裂缝的位置、长度和深度等信息。
同时，超声波探伤技术还可以对裂缝的形态进行分析，判断裂缝是否存在断裂、错位等情况。
2. 缺陷检测超声波探伤技术还可以对混凝土内部的缺陷进行检测。
如空洞、内部裂缝等。
通过探头对混凝土进行扫描，可以检测出混凝土内部的缺陷位置和大小。
同时，超声波探伤技术还可以判断缺陷的性质，如裂缝是否断裂、空洞是否存在等。
3. 混凝土质量评估超声波探伤技术还可以对混凝土的质量进行评估。
通过测量超声波传播的时间和幅度，可以判断混凝土的密实度、强度等质量指标。
同时，超声波探伤技术还可以对混凝土的结构进行分析，如混凝土的孔隙率、骨架密度等。
四、超声波探伤技术在混凝土裂缝检测中的优缺点1. 优点（1）高精度：超声波探伤技术可以精确地检测出混凝土表面下的裂缝位置、长度和深度等信息。
超声波平测混凝土裂缝深度方法若干问题的研究
1
尼龙块
l’=7.9+2.482ti
0.99991
为测距值，其它与前者一致，对结果进行
2
1#水泥浆试块
l’=9.6+3.687ti
0.99998
回归计算汇总如表 3。
3
2#水泥浆试块
l’=5.0+3.561ti
0.99990
从结果看，a 值由负转正，表明超声
4
松木
l’=1.8+5.007ti
0.99957
展较早，应用较广泛。具体操作方法国
图2
内主要依据《超声波检测混凝土缺陷技
术规程》
（CECS 21:2000），该标准中将
超声波法细分为单面平测法、双面斜测
法、钻孔对测法三种。在工程实践中因
受各种条件制约，裂缝部位经常只有一
个可测表面，因此单面平测法应用最广
内边缘距离（l’
）等于 100、150、200mm
超声波平测混凝土裂缝深度方法若干问题的研究
（中铁四局集团第二工程有限公司，江苏
作者简介：
许川江（1974-），男，广西宾阳人，毕业于北方
交通大学土木工程专业，本科，高级工程师。
专业方向：铁道工程。
摘
苏州
215000）
要：超声波单面平测法在混凝土裂缝深度检测中应用十分广泛，关于方法的理论和
实践还需要更深入研究。文章对规范计算公式中a值的意义进行了探讨，分析了原计算
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列出各材料弹性参数做进一步分析，如
137
表 2 所示。
由表 2 可以看出 a 值与弹性模量具
表1
各材料平测波速结果汇总表
基于激光超声的微裂纹检测技术的研究
基于激光超声的微裂纹检测技术的研究
激光超声技术是一种新兴的无损检测技术，其主要优势在于能够进行
高分辨率的物体内部状况检测。
而微裂纹是一种常见的工程结构问题，它往往是由于疲劳、应力、及腐蚀等因素导致的。
针对此问题，研究
人员开始研究基于激光超声的微裂纹检测技术。
第一步：激光超声技术原理
激光超声技术是一种利用激光和超声声波进行物体内部无损检测的技术。
其原理是利用激光产生脉冲超声波，将超声波通过物体的表面引
发物体内部的声波回波，进而反演物体内部的结构信息。
第二步：微裂纹检测方法
基于激光超声的微裂纹检测技术是将激光超声技术应用于微结构检测。
该技术通过超声回波的检测，可以得到物体内部微小结构的图像，从
而实现微裂纹的定位和检测。
同时，激光超声技术具有高分辨率和高
精度优势，能够对微裂纹进行准确的定量分析。
因此，该技术在工程
领域中得到广泛应用。
第三步：应用场景
基于激光超声的微裂纹检测技术已经广泛应用于工程结构、零部件等
领域。
在飞机、汽车、电力、石油、航天等行业，微裂纹检测均为关
键技术。
利用激光超声技术进行微裂纹检测，可以及早发现微裂纹，
采取有针对性的修复措施，降低事故发生的风险。
综上所述，基于激光超声技术的微裂纹检测技术，是一种非常有效的无损检测技术。
其优势在于高分辨率、高精度、无损伤等特点，不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以大大降低事故发生的风险。
随着该技术的不断研究和应用，它将在更多的领域中得到广泛的应用。
超声非线性技术检测金属零件应力和疲劳损伤的方法研究
超声非线性技术检测金属零件应力和疲劳损伤的方法研究在服役循环载荷作用下,制糖机械设备中的关键零件会出现早期性能退化、疲劳损伤、裂纹、残余应力等服役损伤,这些损伤是影响制糖设备安全运行的关键因素。
因此,对制糖设备的零件服役损伤进行有效的检测与评估,对确保其安全服役具有很大的现实意义。
利用超声非线性技术对制糖设备中零件的应力、疲劳损伤和疲劳裂纹进行有效的检测和表征。
通过对超声非线性技术的试验研究,探究零件在不同服役损伤下的超声非线性响应,分析超声非线性特征参数、材料结构变化和服役损伤之间的关联,利用超声非线性参数对零件的服役损伤进行表征。
并利用超声非线性技术对制糖设备关键零件——压榨机齿轮的疲劳累计损伤进行检测。
此外,根据超声非线性输出信号的特点,利用现代非线性信号处理技术——混沌分形理论对超声非线性输出信号进行分析,为超声非线性检测技术提供一种有效的分析方法。
本文的主要工作包括:(1)利用超声非线性技术表征金属零件的应力状态。
当金属试件的应力状态增加时,超声非线性系数对应力变化的敏感系数远大于波速的敏感系数;且基于超声非线性系数的应力检测分辨率约为10MPa,而基于波速的应力检测分辨率为30MPa。
因此,利用临界折射纵波的非线性特性能够有效的表征金属零件的应力状态。
当临界折射纵波的传播方向与应力方向一致时,建立基于超声非线性综合参数的应力预测模型,该模型能够有效的预测试件的应力状态;当临界折射纵波的传播方向与应力方向不一致时(分别沿X1和X2方向),分别建立X1和X2方向上的应力预测模型,再根据平行四边形法则计算主应力的大小和方向,该方法能够有效预测主应力的大小和方向。
(2)基于混频技术的金属零件疲劳寿命预测和疲劳裂纹检测。
对不同疲劳寿命的试件进行共线混频试验,分析混频非线性系数与试件疲劳寿命之间的关系,探究试件微观结构的变化规律,分析混频非线性系数变化的根本原因。
并提出混频非线性综合参数,建立基于混频非线性系数的疲劳寿命预测模型,该模型能够有效的预测同规格试件的疲劳寿命。
结构中微裂纹与超声波的混频非线性作用数值仿真研究
结构中微裂纹与超声波的混频非线性作用数值仿真研究李立;焦敬品;吴斌;何存富【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2018(035)006【摘要】针对结构中微裂纹检测难题,本文对结构中微裂纹与超声波的混频非线性作用进行了数值仿真研究.基于经典非线性理论,得到了两列超声纵波相互作用产生混频效应的理论条件.通过有限元仿真,研究了两列纵波与微裂纹相互作用产生混频的条件,并分析了界面处静应力、摩擦系数和裂纹方向对混频效应的影响.研究发现,超声波与微裂纹相互作用产生混频非线性效应的发生条件仍符合经典非线性理论下的混频产生条件.裂纹界面处施加的静应力对差频横波幅值有明显影响;当施加静应力与无裂纹模型得到的最大应力值接近时,混频非线性效应最强;裂纹界面的摩擦系数对超声波的混频非线性效应影响较小;透射差频横波传播方向与经典非线性理论预测的理论差频分量方向基本一致,且几乎不受裂纹方向变化的影响,而反射差频横波的传播方向随裂纹方向的改变而有所不同.本文研究工作为微裂纹检出及方向识别做了有益探索.【总页数】7页(P725-731)【作者】李立;焦敬品;吴斌;何存富【作者单位】北京工业大学机电学院,北京100124;北京工业大学机电学院,北京100124;北京工业大学机电学院,北京100124;北京工业大学机电学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】O346.5【相关文献】1.超声波与不同方向微裂纹的非线性相互作用数值仿真 [J], 焦敬品;李海平;吕洪涛;何存富;吴斌2.基于等效弹性模量的微裂纹-超声波非线性作用多阶段模型 [J], 杨斌;魏烁;史开元3.非线性Lamb波混频法及板中微裂纹的检测 [J], 魏勤; 田晓华; 宋广三; 丁振宇; 魏良伟; 王健竹4.基于非线性Lamb波混频技术的复合板微裂纹方向识别研究 [J], 赵前;李义丰5.全光学非线性混频技术用于微裂纹检测的实验研究 [J], 张丁凯;倪辰荫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
非线性lamb波混频法及板中微裂纹的检测
第 ２期 魏勤，等：非线性 Ｌａｍｂ波混频法及板中微裂纹的检测
１１１
检测技术无法有效检测结构中的微裂纹．基于非线 性超声 Ｌａｍｂ波混频技术能克服上述局限性，有效 检测结构中的微裂纹．线性和非线性超声检测技术 之间的主要区别在于在接收的声波信号中多出了 不同于输入信号频率成分的声波．根据检测原理， 非线性超 声 检 测 技 术 可 分 为 高 次 谐 波 法［４］、振 动 与波调制法［５］和混频法［６］等．实验研究表明，非线 性超声检测技术对微米级的缺陷和损伤有着很好 的检测效果，同时在检测过程中受复杂几何形状、 风和温度等环境因素干扰小，在现场检测具有独特 的优势［测
魏 勤１，田晓华１，宋广三２，丁振宇１，魏良伟１，王健竹１
（１．江苏科技大学 理学院，镇江 ２１２００３） （２．江苏镇江海关，镇江 ２１２００８）
摘 要：对金属板结构使用过程中产生的微裂纹进行非线性 Ｌａｍｂ波混频检测的相关研究．用压电晶片在铝板中激励 Ｌａｍｂ 波，选取合适模态的 Ｌａｍｂ波与微裂纹间的非线性相互作用，并用损伤指数评估非线性 Ｌａｍｂ波混频强度与裂纹相互作用间 的关系．在板上不同位置布置压电晶片，分析影响非线性 Ｌａｍｂ波混频强度的因素．实验结果表明，Ｓ０ 模态的 Ｌａｍｂ波与裂 纹相互作用时，差频信号比和频信号明显；同时混频的强度受波强度、波入射方向以及衍射角等因素影响． 关键词：微裂纹；混频；Ｌａｍｂ波；非线性相互作用 中图分类号：ＴＧ１１５２８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－４８０７（２０２０）０２－１１０－０５
ＮｏｎｌｉｎｅａｒＬａｍｂｗａｖｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｉｘｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒ ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｐｌａｔｅｓ
一种用于微裂纹检测的非线性超声相控阵成像方法[发明专利]
![一种用于微裂纹检测的非线性超声相控阵成像方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7046b234240c844768eaee0e.png)
专利名称：一种用于微裂纹检测的非线性超声相控阵成像方法专利类型：发明专利
发明人：焦敬品,马婷,杨素方,何存富,吴斌
申请号：CN201510429022.4
申请日：20150720
公开号：CN105004792A
公开日：
20151028
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用于微裂纹检测的非线性超声相控阵成像方法，本方法利用超声相控阵检测系统，采集微缺陷在顺序聚焦与并行聚焦方式下的检测信号，首先确定合适的接收延时t与时域截取窗的宽度T，对截取的检测信号进行傅里叶变换；再分别计算顺序聚焦与并行聚焦方法的声动能E、E及两种聚焦方式的相对能量差γ；最后根据γ确定非线性源的位置，即微缺陷的位置。
申请人：北京工业大学
地址：100124 北京市朝阳区平乐园100号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：沈波
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《基于非线性超声Lamb波的X80管线钢微裂纹损伤检测技术研究》范文
《基于非线性超声Lamb波的X80管线钢微裂纹损伤检测技术研究》篇一一、引言随着工业技术的快速发展，对于管线钢等关键结构材料的损伤检测技术要求越来越高。
X80管线钢作为重要的能源运输材料，其安全性和可靠性直接关系到国家经济和人民生活的安全。
微裂纹作为管线钢常见的损伤形式之一，其早期检测与评估对于预防事故具有重要意义。
非线性超声Lamb波技术因其高灵敏度、高分辨率及对微小损伤的检测能力，在管线钢微裂纹损伤检测中得到了广泛应用。
本文旨在研究基于非线性超声Lamb波的X80管线钢微裂纹损伤检测技术，为提高管线钢的检测效率和准确性提供理论依据。
二、非线性超声Lamb波基本原理非线性超声Lamb波是一种在固体介质中传播的超声波，具有多模式、多方向的特点。
其传播过程中，当遇到材料内部缺陷或损伤时，Lamb波的传播路径、波形及能量等会发生明显变化，从而实现对损伤的检测。
非线性超声Lamb波技术通过分析这些变化，可以有效地识别和评估材料内部的微小损伤。
三、X80管线钢微裂纹损伤检测技术应用针对X80管线钢微裂纹损伤检测，非线性超声Lamb波技术具有独特的优势。
首先，通过合理设计探头和激励信号，使Lamb波在X80管线钢中产生并传播。
其次，利用信号处理技术，如波形分析、频谱分析等，对传播过程中的Lamb波信号进行提取和处理，从而得到关于材料内部损伤的信息。
最后，通过对比分析处理后的信号与标准信号，可以判断出材料内部是否存在微裂纹损伤及其位置、大小等信息。
四、技术研究与实验分析本研究通过设计一系列实验，对基于非线性超声Lamb波的X80管线钢微裂纹损伤检测技术进行验证。
首先，我们制备了含有不同大小、不同深度的微裂纹的X80管线钢试样。
然后，利用非线性超声Lamb波技术对试样进行检测，并通过信号处理技术提取出与微裂纹相关的信息。
最后，我们将实验结果与实际损伤情况进行对比，评估了该技术的准确性和可靠性。
实验结果表明，基于非线性超声Lamb波的X80管线钢微裂纹损伤检测技术具有较高的灵敏度和分辨率，能够有效地检测出材料内部的微小损伤。
非线性超声检测技术
非线性超声检测技术非线性超声检测评估技术1、非线性超声复合材料检测技术概述复合材料具有密度小、强度高、耐摩擦、抗烧蚀、高温性能良等优点，广泛应用于航天航空等高科技领域。
对于复合材料界面粘接强度的准确评价，直接影响复合材料的有效使用。
超声是最为广泛的无损检测技之一，对于粘接层脱粘，采用的特征参数主要有回波幅值、反射回波时间等，但是对于高衰减材料、脱粘面较小等无法得到回波幅值、反射时间的情况，利用超声反射则无法对缺陷定量。
可喜的是，经过最近若干年的努力，力学、声学和材料学领域的一些研究进展使得人们发现，通过对材料粘接层的弹性模量、声衰减和厚度等物理量测量，能够反映出材料的粘接强度。
而上述测量，运用超声非线性的方法有着明显优于传统方法。
2、非线性超声检测方法非线性检测方法称声-超声技术，又称应力波因子技术，与常规无损检测方法不同，非线性技术主要用于检测和研究材料中分布的细微裂纹群及其粘接强度。
属于材料完整性评估。
非线性检测的原理为，采用超声波技术在材料（复合材料或各向同性）表面激发脉冲应力波，应力波在内部与材料的微结构(包括纤维增强层合板中的纤维基体，各种内在的或外部环境作用产生的缺陷和损伤区)相互作用，并经过界面的多次反射与波型转换后到达置于结构同一或另一表面的接收传感器，然后对接收到的波形信号进行分析，提取一个能反映材料(结构)力学性能(粘接强度和刚度)的参量，称为应力波因子。
3、存在问题与解决方法综上所述，非线性技术（应力波因子技术），对于复合材料常规不能检测的缺陷，如检测细微缺陷（孔隙、基体裂纹、纤维裂断、富胶、固化不足等），能达到良好的检出效果。
是一种材料完整性检测和评估的手段。
但是如何激发损伤信号、损伤信号与噪声信号较难区别使该技术的发展受到了影响。
美国RITEC RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统是世界上第一套专门用于材料无损评估时的非线性效应研究的超声测试系统，堪称世界一流。
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结构微裂纹混频非线性超声检测方法研究
孙俊俊焦敬品 樊钟祥吴斌何存富
北京工业大学机电学院，１００１２４
金属构件在制造、加工以及使用过程当中，不可避免地会在内部或表面形成微缺陷。
在载荷、温度变化以及腐蚀介质的作用下，微裂纹不断扩展形成宏观裂纹，并最终导致构件的疲劳失效。
微裂纹已成为影响工业构件正常运行的重大隐患，因此，对构件中微裂纹的检测具有重要的工程实用价值。
常规超声检测技术基于超声波在缺陷处的反射、透射以及衰减现象，可以很好实现结构中体积型缺陷（如空洞）及开口裂纹等的检测，但难以实现结构早期损伤及闭合微裂纹的检测［。
研究发现，当超声波在有损伤结构中传播时，会表现出的非线性。
近年来，非线性超声技术因对常规超声不敏感的结构早期疲劳损伤检测具有特殊的优势，而备受关注。
本文在对结构损伤混频检测机理及特征提取方法分析基础上，研究了不同混频激励参数下，有、无损伤构件检测信号中差频分量及和频分量幅度分布，在此基础上，利用优选出混频参数，实现构件微裂纹的检测。
结构微裂纹混频非线性超声检测方法研究
作者：孙俊俊， 焦敬品， 樊钟祥， 吴斌， 何存富
作者单位：北京工业大学机电学院,100124
引用本文格式：孙俊俊.焦敬品.樊钟祥.吴斌.何存富结构微裂纹混频非线性超声检测方法研究[会议论文] 2013。