胡晓丹 周世圆 赵明华 于全朋

(北京理工大学机械与车辆学院 先进加工技术国防重点学科实验室 北京 100081)

0 引言

不锈钢折弯板构件在工程中有非常重要的应用，例如容器壳体、飞机支撑零件、汽车钣金件等。工程中经常使用的油箱、水箱等薄壁容器，厚度在2～5 mm 之间，也可以看作是90°折弯的板状结构。在加工弯曲件的过程中，折弯处易形成应力集中从而引起裂纹缺陷。裂纹是折弯结构中一种典型缺陷，严重削弱了弯板的承载能力和抗腐蚀能力。尤其是在交变载荷的作用下，裂纹迅速扩展，造成弯板的断裂，对系统的正常运行构成了安全威胁［1]。因此，对不锈钢弯板折弯处进行缺陷检测是非常必要的。目前，对板中裂纹的无损检测方法有涡流、漏磁、声发射、红外、超声等［2−3]。相比之下，超声检测具有穿透能力强、灵敏度高、设备安全以及便于安装携带等优点［4]，因此在板结构的缺陷检测中具有良好的应用前景。

Lamb 波是一种在厚度和激励声波波长为相同数量级的声波导中由纵波和横波叠加而形成的特殊应力波，也被称为板波［5]。相比于传统的体波，Lamb 波传播时衰减小，传播距离长，检测效率高，而且可以在弯曲的被测件中传播。Lu 等［6]利用集成的有源压电传感器网络，实现对铝板上5 mm和20 mm 长的裂纹的检测和定位；An 等［7]采用对Lamb 波频率-波数域分析的方法，对板的焊接加强筋引起的裂纹进行识别和定位；Grondel 等［8]使用Lamb 波对铆接铝板中由疲劳载荷引起的接头裂缝进行检测和定位。……