颜丙生， 张士雄

（河南工业大学机电工程学院，郑州 450007）

LY12硬铝合金是航空宇航工业中广泛应用的合金材料之一，具有较高的强度和韧性，不容易断裂，是硬铝中用量最大的铝合金材料。通常被用来制作飞机、火箭的蒙皮、壁板和隔框、翼肋，是代替钢材的最佳材料。但是，铝合金的突出弱点是其疲劳强度对应力集中比较敏感，且随着硬度的提高，这一敏感程度增大。而航空铝合金在实际使用过程中，由于工作环境复杂，一些部件容易出现疲劳裂纹和损伤，这对于飞机等关键构件的安全服役造成了极大威胁［1］。因此，对于LY12铝合金超声波无损检测技术的研究也就具有重要意义。

超声无损检测技术利用波的时程、声速和衰减等物理参数已经可以对疲劳试件中的宏观裂纹进行有效的检测和评估［2］。但是，上述线性物理参数对金属材料早期疲劳并不敏感［3］。近期相关实验研究表明金属材料的早期疲劳损伤与超声波的非线性效应密切相关［4～9］。在金属材料的早期疲劳损伤阶段，由于位错和滑移带等微观缺陷的存在，当单一频率的超声波在金属材料内部传播时会使波形发生畸变，从而产生高次谐波。因此，通过对这些高次谐波的检测，可以对材料和结构的早期疲劳损伤做出有效的无损检测和评估。

尽管非线性超声无损检测技术具有广阔的应用前景，但仍然没有成功地应用于工程实际，目前国内外的研究主要集中在非线性超声宏观检测方面。……