柏 林， 唐 滔， 刘小峰， 韦代平

(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044)

针对材料非线性检测，有研究表明，非线性Lamb波的传播会由于材料自身的非线性以及其结构微裂纹的局部接触而激发非线性Lamb波的非线性变化[1-2]，因此可利用高次谐波信号对材料性能进行实时程度评价。大量试验证明，通过测量Lamb波非线性效应可以有效反映材料结构的微观变化，以此实现早期损伤或性能退化的检测[3-4]。但目前的研究成果中，针对非线性Lamb波的信号的特征增强以及抗噪能力的研究很少。并且在试验中，由于Lamb波自身的扩散角以及频散特性等，致使接收信号极易受噪声污染从而失真。为了提高超声波检测技术的精度，采用非线性信号传统的降噪方式，如Kalman滤波[5]，LMS自适应滤波[6]，以及小波阈值降噪[7]等，都已经难以满足对微弱信号的检测要求。鉴于非线性Lamb波对于材料特性检测的优势性[8]但易受外界干扰，实现非线性Lamb波抗噪量化分析对对板构件的早期性能退化识别具有重要意义。

由于杜芬混沌振子对外加扰动具有初值敏感性及噪声免疫性，在微弱信号的检测中得到了广泛的运用。但目前研究都主要停留在混沌系统的对微弱信号的定性分析上，而针对非线性Lamb波的抗噪定量分析并未涉及。运用杜芬振子对微弱非线性Lamb的定量研究也尚属于发展阶段。论文利用在不同幅值激励下杜芬系统混沌程度的差异性，并通过Lyapunov指数对混沌特性进行量化，建立激励幅值与系统输出的线性模型用于实现对噪声干扰下的微弱信号量化分析。……