孟亦圆，林 莉，罗忠兵

(大连理工大学 无损检测研究所，大连 116024)

构件表面的载荷条件往往非常复杂，是常见的裂纹形核区，若能及时发现表面裂纹，并准确辨别其尺寸和取向信息，可为结构承载性能和服役可靠性评估提供有效保障，避免灾难性事故的发生。因此，发展针对表面裂纹的无损检测技术十分迫切。

针对表面缺陷的声学检测方法主要有表面波和超声导波技术。表面波由于平行于构件表面传播，在表面裂纹检测中具有明显优势，已被用于航空航天、轨道交通等重要的工程领域[1]。超声导波在传播时具有累积效应且衰减小，在薄板和管道表面裂纹检测方面也具有一定的优势[2]。近年来，临界折射纵波(LCR) 受到广泛关注，其是一种以第一临界角入射，平行于试件表面传播的纵波，适用于工程构件的现场检测[3]。LCR波能量渗透深度可达1.5～1.8倍波长，可覆盖表面及更大深度范围[4]，已被用于金属及非金属的残余应力检测及早期力学损伤评价中[5-7]。在宏观缺陷检测方面，DJERIR等[8]通过接收LCR波幅值来辨别铝块表面的开口槽，对应检测深度为5～10 mm。田方园等[9]以深度为0.5～2.5 mm，与声束方向具有不同夹角的垂直表面裂纹为对象，研究了对应LCR波幅值的变化规律，发现LCR波幅值随裂纹深度、角度的增加而逐渐减小，说明LCR波在表面裂纹检测方面有较大潜力。需要指出的是，影响裂纹检测的因素较多，裂纹取向、深度等对LCR波特征参量的影响规律尚未明确，不同参量的关联关系及裂纹的声学响应机制仍需进一步明确。……