高桂丽，李大勇,，石德全，董静薇

(1. 哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 150040；2. 哈尔滨理工大学 测控技术与通信学院，哈尔滨 150040)

基于非线性超声调制频谱识别铝合金板材的疲劳裂纹

高桂丽1，李大勇1,2，石德全1，董静薇2

(1. 哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 150040；2. 哈尔滨理工大学 测控技术与通信学院，哈尔滨 150040)

基于非线性超声调制频谱法，对航空铝合金板材中的疲劳裂纹识别进行研究；以两个不同频率的超声兰姆波为激励信号，依靠超声换能器、波形发生器和激光测振仪等，对含有疲劳裂纹和无损伤的2024-T351铝合金薄板试样进行对比实验；分别采用时域、频域和时频域联合法分析非线性超声波在铝合金薄板试样中传播的响应信号。结果表明：非线性声学特征即调制频谱及三阶谐波可作为识别2024-T351铝合金板材介质中疲劳裂纹的判据，通过对试样表面进行扫描，建立调制频谱的峰值幅度与位移的关系，据此可确定样板中疲劳裂纹的位置和轮廓，这为航空铝合金板材疲劳裂纹的识别提供更多技术支撑。

2024铝合金；薄板；非线性声学特征；调制频谱；疲劳裂纹

2024铝合金属于Al-Cu-Mg系列热强化铝合金，2024铝合金板材在航空航航天等领域有着广泛应用，如作为飞机蒙皮、宇宙飞船壁板、机身框架等重要承力构件和结构件[1−2]。然而，2024铝合金具有质软、易出现沿晶型局部腐蚀等弱点，且航空铝合金工作环境条件复杂，通常要承受较高的循环载荷，这使得在铆钉或螺栓连接处极易产生应力集中并萌发疲劳裂纹。……