【正文】 00 1600 1800 6 0 0 4 0 0 2 0 00200400600800 板材缺陷 圖 板材 各缺陷下時(shí)域信號圖 自發(fā)自收測缺陷 采用自發(fā)自收的方式，采集各個(gè)孔徑時(shí)的時(shí)域信號 。UltraNDT 超聲發(fā)射 /接收卡 所采用的激勵(lì)信號為矩形尖脈沖，即采用的是寬帶激發(fā)，因此產(chǎn)生的是寬帶超聲波，通過探頭的逆壓電效應(yīng)作用于平板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生LAMB 波。 (2)縱波斜射法和垂直耦合法。 LAMB 波檢測原理 LAMB 波在板中傳播時(shí)，在如遇到基體組織發(fā)生顯著變化的情況，類似分層、孔洞等缺陷時(shí)，會(huì)發(fā)生反射和散射現(xiàn)象，使得接收到的響應(yīng)信號的波包幅值、頻率成分以及模式可能會(huì)發(fā)生變 化。經(jīng)過在板內(nèi)一段時(shí)間的傳播之后，因疊加而產(chǎn)生“波包”，即所謂的板中 LAMB 波模態(tài)。 ，得出不同形態(tài)的缺陷對 LAMB 波檢測結(jié)果的影響。 ，操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢驗(yàn) ，要求被檢查表面有一定的光潔度，并需有耦合劑充填滿探頭和被檢查表面之間的空隙，以保證充分的聲耦合。除回波法外，還有用另一探頭在工件另一側(cè)接受信號的穿透法。 北京工業(yè)大學(xué)的鄭祥明等對垂直耦合方式下單層鋁板中的聲 — 超聲信號及多模式蘭姆波的時(shí)頻表示進(jìn)行了研究，他們采用 Cohen 類等幾種主要的時(shí)頻分布對多模式 LAMB波進(jìn)行了對比研究，也在一定程度上識(shí)別出傳播的 LAMB波模式 [13]。美國航空航天局 (NASA)的 Saravanos 等人從理論及實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了利用LAMB 波檢測復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)的分層缺陷 [12]。 LAMB 波進(jìn)行無損檢測和無損評價(jià)的早期研究主要集中于均質(zhì)、各向同性的介質(zhì)中，目前主要用于復(fù)合材料、膠接結(jié)構(gòu)等的無損檢測和評價(jià)。對金屬薄板中 LAMB波無損檢測技術(shù)的研究是基礎(chǔ)，對于 LAMB波更深入的應(yīng)用有著十分重要的意義。盡管金屬薄板的無損檢測是 LAMB 波技術(shù)的最早應(yīng)用領(lǐng)域。但是由于板件在成形過程中所帶入的缺陷，如分層，夾雜，孔形缺陷，裂紋等，都會(huì)對制件的使用安全造成威脅。 金屬薄板的超聲蘭姆波無損檢測 學(xué)生姓名： 陳丹 班級： 0882021 指導(dǎo)老師： 陳振華 摘要： 隨著航天、航空、汽車工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)對金屬板材的需求量日益增多，發(fā)現(xiàn)一種更精確的金屬板蘭姆波無損檢測方法，顯得日益的重要。同時(shí)板件由于外部加載以 及使用環(huán)境的變化，都可能引起其內(nèi)部細(xì)小缺陷源的擴(kuò)展，進(jìn)而造成疲勞破壞事故。但是由于 LAMB 波理論及檢測機(jī)理的復(fù)雜性，此項(xiàng)技術(shù)至今仍未取得重大突破，還存在許多不一致的觀點(diǎn)和未解決的問題，如分層對 LAMB 波的散射機(jī)理，如何選擇最佳探傷參數(shù)，如何克服有時(shí)可能發(fā)生的分層漏檢，如何對缺陷進(jìn)行定性、定量分析以及人工缺陷的選型等，這些都大大地限制了它在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 LAMB波無損檢測概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 LAMB 波的發(fā)現(xiàn)是在 1917 年。但是由于 LAMB 波在激勵(lì)、傳播、接收以及信號處理方面的復(fù)雜性，大大限制了它在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，而所有這些特點(diǎn)都是由于 LAMB波的多模式和頻散特性所決定的 [6]。英國國防與評估研究機(jī)構(gòu)的Percibval 和 Birt 則研究使用兩種基本的 LAMB 波傳播模式來檢測材料缺陷。 南京航空航天大學(xué)智能材料與結(jié)構(gòu)研究所的袁慎芳教授研究小組研究了主動(dòng)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，并取得很大突破 [1416]。利用超聲法檢測材料的物理特性時(shí)，還經(jīng)常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。 ，因易產(chǎn)生雜亂反射波而較難應(yīng)用。從而對鋁板結(jié)構(gòu)中的模擬缺陷進(jìn)行檢測，對一發(fā)一收缺陷波波形指數(shù)線性回歸跟自發(fā)自收端面回波波形指數(shù)線性回歸進(jìn)行對比與研究。 LAMB 波在板中傳播時(shí)，存在不同的模態(tài)，各種模態(tài)的疊加效果即為 LAMB 波。這時(shí)基體組織中的缺陷信息就會(huì)包含在響應(yīng)信號之中，通過對響應(yīng)信號進(jìn)行采集，分析提取出其中所包含的缺陷信息，就可以對缺陷的存在、當(dāng)量大小、類型以及位置等進(jìn)行判別，從而實(shí)現(xiàn)對基體材料的無損檢測與評價(jià)。所謂縱波斜射法即采用一定角度的透聲鍥 (一般為有機(jī)玻璃 )使縱波直探頭以一定入射角度射入被測板中，這種激發(fā)方式與普通的橫波檢測方式相同。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2021 屆學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 斜探頭一發(fā)一收方式的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 LAMB 波無損檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) LAMB 波金屬薄板 無損檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。 選用 1000mm*600mm*3mm鋁板，在離鋁板端面 50mm 位置分別鉆 ,的圓孔，采用中心頻率為 的 K2 斜探頭一只，探頭距端面 140mm，通過耦合劑耦合在 3mm 的鋁板上，探頭在鋁板上的位置 如圖 所示 (實(shí)驗(yàn)過程中，探頭位置不能移動(dòng)） 。 表 1 一發(fā)一收 波形指數(shù)與孔徑大小的對應(yīng)關(guān)系 孔徑（ mm） 波形指數(shù) 表 2 自發(fā)自收 波形指數(shù)與孔徑大小的對應(yīng)關(guān)系 孔徑（ mm） 波形指數(shù) （ a） （ b） 圖 一發(fā)一收（ a） 、 自發(fā)自收（ b） 波形指數(shù) 變化量的直線回歸 通過對各缺陷采集信號波形指數(shù)變化量進(jìn)行直線回歸 , 結(jié)果表明 Lamb 波波形指數(shù)變化量與缺陷 大小 之間有較好的線性關(guān)系 , 所以 , 在 Lamb波檢測中 , 可以用信號波形指數(shù)變 化量來定征 缺陷 程度。本文引用了數(shù)位學(xué)者的 研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。 一發(fā)一收方式的 回歸 系數(shù) R=。 0 1000 2021 3000 4000 5000 6000 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0050010001500202125000 1000 2021 3000 4000 5000 6000 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 005001000150020212500 板材無缺陷時(shí)時(shí)域信號圖 板材缺陷 0 1000 2021 3000 4000 5000 6000 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0050010001500202125000 1000 2021 3000 4000 5000 6000 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 005001000150020212500 板材缺陷 板材缺陷 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2021 屆學(xué)士學(xué)位論文 14 0 1000 2021 3000 4000 5000 6000 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0050010001500202125000 1000 202