【正文】 。 南昌航空大學科技學院 2021 屆學士學位論文 8 圖 斜探頭一發(fā)一收方式的實驗裝置示意圖 LAMB 波無損檢測實驗系統(tǒng) LAMB 波金屬薄板 無損檢測實驗系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。這時基體組織中的缺陷信息就會包含在響應信號之中，通過對響應信號進行采集，分析提取出其中所包含的缺陷信息，就可以對缺陷的存在、當量大小、類型以及位置等進行判別，從而實現(xiàn)對基體材料的無損檢測與評價。從而對鋁板結構中的模擬缺陷進行檢測，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)線性回歸進行對比與研究。利用超聲法檢測材料的物理特性時，還經(jīng)常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。英國國防與評估研究機構的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。 LAMB波無損檢測概況及國內外研究現(xiàn)狀分析 LAMB 波的發(fā)現(xiàn)是在 1917 年。同時板件由于外部加載以 及使用環(huán)境的變化，都可能引起其內部細小缺陷源的擴展，進而造成疲勞破壞事故。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，都會對制件的使用安全造成威脅。對金屬薄板中 LAMB波無損檢測技術的研究是基礎，對于 LAMB波更深入的應用有著十分重要的意義。美國航空航天局 (NASA)的 Saravanos 等人從理論及實驗上證實了利用LAMB 波檢測復合材料梁結構的分層缺陷 [12]。除回波法外，還有用另一探頭在工件另一側接受信號的穿透法。 ，得出不同形態(tài)的缺陷對 LAMB 波檢測結果的影響。 LAMB 波檢測原理 LAMB 波在板中傳播時，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，會發(fā)生反射和散射現(xiàn)象，使得接收到的響應信號的波包幅值、頻率成分以及模式可能會發(fā)生變 化。UltraNDT 超聲發(fā)射 /接收卡 所采用的激勵信號為矩形尖脈沖，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作用于平板結構產(chǎn)生LAMB 波。 通過對各缺陷采集信號波形指數(shù)變化量進行直線回歸 ,結果表明 Lamb 波波 形指數(shù)變化量與缺陷深度之間有較好的線性關系 ,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?？傊倭巳魏我画h(huán)節(jié)，我都不可能寫出這篇論文。在信號波形處理技術中 , 對于采樣頻率一定的信號 ai ( i = 1, 2, 3,...., N ) ,其波形指數(shù) F SHA定義為 ： ?????? ????????? ?? ?? ?? Ni iNi aNaiNF sh a 11 2 1\)(1 （ 1） 波形指數(shù)的物理意義是對每組數(shù)據(jù)的波動程度進行衡量。垂直耦合時板中傳播的超聲波模式主要是多模式的 LAMB 波 [7]。 LAMB 波在板中傳播時，板中質點的振動軌跡是橢圓形的，質點的振動可以分解為水平分量 Uz 和垂直分量 Ux。本文主要工作內容如下： LAMB波的理論研究，探討 LAMB波在結構中的傳播特性以及檢測原理。在超聲探傷中常用的頻率為 ～ 5兆赫。隨后的十年中，許多的研究機構和學者，如日本無損檢測學會、日本科學家尾上守夫，德國科學家 P． Holler 等都對 LAMB 波進行較為深入的研究，證實了 LAMB 波技術作為無損檢測方法有效性。 J 本文主要介紹通過對鋁板模擬缺陷進行實驗，通過數(shù)字采樣得到各種缺陷下的時域信號，對比各模擬缺陷時域信號的不同特征參數(shù)，從而對鋁板中的模擬缺陷進行無損檢測，并對一發(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)線性回歸進行對比，從而確定哪種研究方法更適合用于金屬薄板的無損檢測。 超聲無損檢測常用的是縱波 (壓縮波 )和橫波 (切變波 )檢測，可是對于薄板 (尤其是厚度2mm 以下的薄板 )無論是橫波探傷還是縱波探傷都很困難。 LAMB 波有對稱 LAMB 和反對稱 LAMB 兩種類型，而對應每種類型又有多種模態(tài)。 在國內，我國航空材料研究所李家偉等也對 LAMB 波探傷進行了廣泛地研究[11]。超聲波波形不同時，介質彈性變形形式不同，聲速也不同。它的位移不僅發(fā)生在波的傳播方向，垂直板的方向上也有。所謂單探頭式也叫自發(fā)自收方式，即用一個探頭既承擔信號的發(fā)射任務，同時也要完成信號的接收任務。 南昌航空大學科技學院 2021 屆學士學位論文 9 圖 軟件系統(tǒng)面板 南昌航空大學科技學院 2021 屆學士學位論文 10 4 鋁板中模擬缺陷的分析與處理 一發(fā)一收測缺陷 采用一發(fā)一收的方式，采集各個孔徑時的時域信號 。 南昌航空大學科技學院 2021 屆學士學位論文 17 參考文獻 [1]蔣福棠，何雙起，沈 建中 .蘭姆波探傷中一些問題的探討 [J].材料工程， 1996 [2]GB210880薄鋼板蘭姆波探傷法 . [3]GB865188金屬板材超聲板波探傷方法 . [4]QJ126987金屬薄板蘭姆波探傷方法 . [5] . On the Waves in an Elastic Plate. Proceedings of the Royal Society of London [6]超聲波探傷編寫組 .超聲波探傷 [M].北京：電力工業(yè)出版社， 1980 [7] 劉鎮(zhèn)清 ,黃瑞菊 . 薄板聲 — 超聲檢測超聲傳播 模式的實驗研究 . 聲學學報 . 2021 [8] 劉鎮(zhèn)清，劉驍 . 超聲無損檢測的若干新進展 .無損檢測， 2021 [9][美 ]阿肯巴赫著 .徐植信，洪錦如譯 .彈性固體中波的傳播 .上海：同濟大學出版社， 1992. [10]應崇福，張守玉，沈建中 .超聲在固體中的散射 .北京：國防工業(yè)出版社， 1994. [11]李家偉，云慶華等主編 .蘭姆波及其在薄板探傷中的應用 .鍋爐壓力容器無損檢測技術 .天津科學出版社， 1985. [12]Demma,A.,Cawley,P.,Lowe,M., Reflection of Guided Waves fromNotches in Pipes:a Guide for Interpreting Corrosion Measurements,NDTamp。尤其要強烈感謝我的論文指導老師 — 陳振華老師，他對我進行了無私的指導和幫助，耐心的介紹實驗器材，不厭其煩的幫助進行實驗。 圖 南昌航空大學科技學院 2021 屆學士學位論文 11 采樣率為 50MHz， 改變孔徑大小 ， 通過數(shù)字采樣得的時域信號如圖 所示?，F(xiàn)在還有采用多個換能器組成探頭陣列來激發(fā)和接收 LAMB 波，即采用一個壓電傳感器作為激勵傳感器，用多個壓電傳感器作為接收傳感器，組成多通道 LAMB 波檢測系 統(tǒng)。在板的某一點上激勵超聲波，由于超聲波傳播到板的上、下界面時，會發(fā)生波形轉換。 、夾層等探傷靈敏度較高，并可測定缺陷的深度和相對大小。同濟大學聲學研究所的劉鎮(zhèn)清對 LAMB 波模式的識別和相速度檢測進行了研究，在一定程度上識別出傳播的 LAMB 波模式 [8]。當板的上下界面在力學上自由時，這種特殊的波就叫 LAMB 波。 LAMB 波是超聲波無損檢測中最常見的一種導波形式，與常規(guī)超聲的逐點掃查不同， LAMB 波檢測一次掃查一條線，并且收發(fā)探頭可置于試件的同一側，這在很多場合下是方便的，所以 LAMB 波檢測 對于薄板無損檢測具有縱