邓 进,姜文鑫,李海洋,李 兵,潘强华,张晓彤,那雪璐

(1.中国特种设备检测研究院,北京 100029;2.中北大学 先进制造技术山西省重点实验室,山西 太原 030051)

1 引 言

金属构件在加工及服役过程中,受高温、高压、高速和高负荷的外界载荷影响,其表面极易产生疲劳裂隙。统计表明,由疲劳裂纹引发的构件失效事故约占所有事故总额的90 %以上[1],一般认为,疲劳裂纹在构件的表面萌生[2]。表面裂纹会显著降低材料的机械性能和寿命,若不能及时对其进行监测,会给设备的安全运行带来严重隐患。例如,2002年,华航一架波音747-200型客机由于表面裂纹扩展导致结构解体,致机上225人全部罹难的重大安全事故[3]。因此,为确保金属构件在生活生产的安全使用,对其进行表面裂纹检测就显得尤为重要。但实际检测过程中,由于待测结构的表面不规则且待测环境复杂,增加了对表面裂纹定量检测的难度。因此,本文提出了基于激光超声的一种非接触检测技术,可实现金属构件表面缺陷的定量检测与分析。

激光超声检测技术具有非接触、空间分辨率高、频带宽等优点,可在高辐射、高压、高腐蚀等复杂环境下实现对不规则待测结构的无损检测,近年来已发展成超声学中的重要分支,并成为无损检测领域的研究热点。国内,Li[4]等人通过激光超声技术分析了复合材料中纵向和横向声波速度与增强体尺寸及其体积分数的关系,并根据超声波速度计算出了复合材料的有效弹性常数。……