魏 勤, 田晓华,宋广三,丁振宇,魏良伟,王健竹

(1.江苏科技大学 理学院, 镇江 212003) (2.江苏镇江海关, 镇江 212008)

金属板结构广泛用于建筑、汽车和航空航天等领域,这些结构使用过程中承受交变荷载，材料性能会发生退化,萌生疲劳裂纹,随着裂纹扩展会导致结构失效．因此,在裂纹萌生阶段的有效检测对于避免部件和结构的灾难性失效具有重要的意义．超声Lamb波已被广泛应用于板材的无损检测领域,其具有长距离传播,能检测板结构厚度范围内缺陷的特点,使得检测效率大大提高[1-2]．常规的Lamb波检测技术基于线性传播理论,依靠声速、衰减、透射和反射系数等传播参数来检测材料的性能和内部缺陷,在此过程中超声波的频率是不发生变化的[3]．对板结构中的微裂纹来说,其在萌生阶段尺度为微米级,远小于声波的波长,并不会引起明显的反射和透射等特性变化,导致用常规线性超声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……