利用非线性瑞利波检测材料早期力学性能退化的方法

摘要

利用非线性瑞利波检测材料早期力学性能退化的方法属于无损检测领域。本发明步骤：将所选发射信号频率、周期数等参数输入信号发生器生成所需单一音频信号，根据被测试件的波速确定发射信号入射角度θ；在被测试件拉伸或疲劳加载的过程中，等时间间隔采集非线性瑞利波信号；并进行傅里叶变换，获取基波幅值和二次谐波幅值，计算超声非线性系数β，依据β来了解被测试件的早期力学性能退化情况。本发明采用将传感器直接安装在试件的边缘来发射和接收瑞利波可以提高信号的激发和接收效率，减小传感器和被测试件耦合带来的非线性影响；激励接收均采用压电传感器更容易适用于工程实际；实现了对被测试件的连续在线检测。

主权项

利用非线性瑞利波无损检测金属材料早期力学性能退化的方法，其特征在于，应用以下装置，该装置由信号发生器、功率放大器、高能低通滤波器依次连接、高能低通滤波器一路连接衰减器，另一路连接被测试件，在被测试件两端的分别安装发射传感器和接收传感器，衰减器和接收传感器连接示波器，示波器连接计算机；按以下步骤进行的：1)信号发生器生成单一音频信号；根据被测试件的波速确定发射信号入射角度θ；按照入射角θ，装配发射和接收传感器；2)给被测试件进行拉伸或疲劳加载，使被测试件产生力学性能退化；在被测试件拉伸或疲劳加载的过程中，等时间间隔采集非线性瑞利波信号；采集非线性瑞利波信号具体步骤如下：由信号发生器产生的单一音频超声信号被送至功率放大器进行放大后，通过高能低通滤波器滤除由功率放大器产生的6MHz以上高频谐波信号；然后该信号一路经过衰减器衰减后作为监测信号输入示波器，通过监测信号可以控制输入发射传感器信号的幅值；另一路被传输至发射传感器，在被测试件中发射瑞利波信号；对称安装在另一侧的接收传感器采集通过被测试件传播过来的瑞利波信号，并送给示波器进行显示和保存；利用计算机对示波器保存的信号进行傅里叶变换，获取基波幅值A1和二次谐波幅值A2，并通过式(1)计算超声非线性系数β，依据β来了解被测试件的早期力学性能退化情况； β = 8 ( A 2 A 1 2 ) 1 k 2 x 式(1)其中k＝ω/c为波数，ω为角频率，c为波速，A1和A2分别为基波和二次谐波幅值，x为波传播的距离；如果试件断裂，结束检测。