申伟，郑芳彤，李冬生,b

(大连理工大学 a.建设工程学部； b.海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024)

钢桥面板在服役期间长期承受车辆荷载引起的交变应力作用，极易产生疲劳裂纹。金属的疲劳寿命一般分为3个阶段：即材料特性退化阶段、微裂纹的形成与积累阶段和疲劳断裂阶段[1]，一旦疲劳裂纹较大，进入失稳扩展阶段就可能造成构件的迅速失效，甚至造成结构整体坍塌。因此，对钢桥面板的早期疲劳裂纹损伤检测对于保障桥梁的结构安全尤为重要。

Lamb波技术因其传播距离远、检测范围广、对内部损伤敏感等特点已经被广泛用于板状结构研究和应用[2-3]。然而，线性Lamb波技术对于小于其波长的微裂纹不敏感，近年来，非线性Lamb波理论引起了众多研究者的关注。一方面由于材料非线性的影响，板状结构中能够激发出二次谐波响应，这种理论被称为经典非线性理论[4]。周正干等[5]总结了谐波产生与有限幅度法的原理与具体步骤；阎红娟等[6]通过非线性超声测量GH4169高温合金板材疲劳弯曲试验，发现随着疲劳寿命的增加，相对非线性系数单调增加。另一方面，疲劳裂纹等局部缺陷因存在非线性相互作用，也将导致Lamb波发生畸变，产生谐波成分，被称为声接触非线性理论[7-9]。阎红娟等[10]建立微裂纹非线性弹簧模型研究金属板中微裂纹长度和宽度对非线性系数的影响。张闯等[11]对铝板上的闭合裂纹进行电磁加载，建立电磁加载下金属闭合裂纹的三维有限元模型并引入非线性弹簧模型。……