基于时间反转法的兰姆波在铝合金板材缺陷检测中的应用

【摘要】： 超声波无损检测因其成本低、速度快、对人体无害及对危害较大的平面型缺陷的探测灵敏高等一系列优点,已获得广泛的应用。与常规超声波无损检测相比,兰姆波检测具有快速、高效的特点,非常适合于板形结构的大面积检测。但是由于理论及检测机理的复杂性,兰姆波检测尚未能在工业生产中广泛应用。 本文对兰姆波频散曲线的求解方法,兰姆波的激发方式,兰姆波检测板型材料的原理和兰姆波传播性质进行了详细的阐述。通过对各种模式分析方法的比较,确定了利用短时傅里叶变换分析兰姆波模式的方法,并以试验的方法给出了说明。 应用时间反转法解决了兰姆波在固体介质中传播出现的能量分散问题。由于时间反转声波可以在非均匀介质中自适应聚焦,比时间延时聚焦技术产生的信号聚焦效果更好,因此不受传播介质和声源的影响。阐述了时间反转法的基本原理,建立了由微型计算机、激光非接触测振仪、任意波形信号发生器、数字示波器和雅典传感器等构成的时间反转兰姆波检测系统,进行了用时间反转兰姆波检测板材缺陷的试验。 根据铝板中可能存在的缺陷形式,人工预制模拟缺陷。利用时间反转聚焦信号对几种样板检测,通过对信号能量分布的分析,实现对缺陷的存在和位置的判定。采用兰姆波模式检测和时间反转法相结合的方法对铝板中三种模拟缺陷的识别进行了初步研究。