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《基于振動聲調制的金屬微裂紋定位方法研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第３８卷第６期儀器儀表學報Ｖｏｌ３８Ｎｏ６２０１７年６月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＪｕｎ．２０１７基于振動聲調制的金屬微裂紋定位方法研究鄭慧峰，呼劉晨，方漂漂，王月兵，蔣劍（中國計量大學精密測試與控制研究所杭州３１００１８）摘要：針對傳統(tǒng)線性超聲檢測無法檢測閉合微裂紋的問題，搭建了鋁板的微裂紋振動聲調制（ＶＡＭ）檢測系統(tǒng)，提取檢測信號中的一階旁瓣非線性信號和只濾除基波的全部非線性信號并對其時域反轉，在ＡＢＡＱＵＳ有限元軟件下，將其加載在鋁板的無損模型上實現時間反轉聚焦，獲取鋁板模型能量分布云圖和各質點的位
2、移信息，以此對微裂紋進行定位。結果表明，在時反信號的聚焦時刻原裂紋位置處有較強能量聚焦，只濾除基波的全部非線性信號聚焦效果優(yōu)于一階旁瓣非線性信號，振動聲調制技術與時間反轉方法結合能夠實現對微裂紋的檢測和定位。關鍵詞：振動聲調制技術；非線性超聲；有限元仿真；時間反轉中圖分類號：ＴＨ８７ＴＢ５２３文獻標識碼：Ａ國家標準學科分類代碼：４６０．４０ＭｅｔａｌｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｖｉｂｒｏａｃｏｕｓｔｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＺｈｅｎｇＨｕｉｆｅｎｇ，ＨｕＬｉｕｃｈｅｎ，ＦａｎｇＰｉａｏｐｉａｏ，ＷａｎｇＹｕｅｂｉｎｇ，Ｊ
3、ｉａｎｇＪｉａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｉｎｅａｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｕｎａｂｌｅｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｃｌｏｓｅｄｍｉｃｒｏｃｒａｃｋ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｖｉｂｒｏａｃｏｕｓｔｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＶＡＭ）ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｕｓｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍＶＡＭｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅ
4、ｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｓｉｄｅｂａｎｄａｎｄｗｈｏｌｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｉｇｎａｌｓａｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓｏｎａｌｕｍｉｎｕｍｐｌａｔｅｃｏｎｔａｉｎｅｄｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｓ，ａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｄｉｎｔｈｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄｓｉｇｎａｌｓａｒｅｌｏａｄｅｄｉｎｔｏａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｂｕｉｌｔｂｙＡＢＡＱＵＳ．Ｔｈｅｃｌｏｕｄｉｍａｇｅａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｌｏｃａｔｉ
5、ｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｓｔｒｏｎｇｅｒｅｎｅｒｇｙｆｏｃｕｓｉｎｇａｒｏｕｎｄｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｒａｃｋｌｏｃａｔｉｏｎａｔｆｏｃｕｓｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｒｅｖｅｒｓａｌｓｉｇｎａｌｓ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｉｇｎａｌｓｈａｓｂｅｔｔｅｒｆｏｃｕｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎｔｈｅｓｉｇｎａｌｏｎｌｙｃｏｎｔａｉｎｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｓｉｄｅｂａｎｄ．ＴｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＶＡＭａｎｄｔｉｍｅｒｅｖｅｒｓａｌ（Ｔ
6、Ｒ）ｍｅｔｈｏｄｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃｒａｃｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒｏａｃｏｕｓｔｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＶＡＭ）；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｔｉｍｅｒｅｖｅｒｓａｌ［４５］信號來檢測損傷的存在。根據惠更斯原理，損傷處即１引言為非線性信號的聲源，因此可以采用具有自聚焦特性的時間反轉法使得振動聲調制檢測信號中的非線性信號聚振動聲調制技術對早期結構的塑性變形和閉合裂紋焦于損傷位置。［６］靈敏度高，且受系統(tǒng)非線性影響小，與
7、傳統(tǒng)線性超聲相比ＳｕｔｎｉＡ．Ｍ．等人利用非線性聲波時間反轉聚焦原［１］具有明顯優(yōu)勢。但目前對振動聲調制技術的研究還多理對有缺陷的玻璃體進行試驗研究，發(fā)現高次諧波的時限于調制信號的影響因素，損傷的定量表征等方面［２３］，［７］間反轉信號聚焦于裂紋位置處；ＵｌｒｉｃｈＴ．Ｊ．等人和Ｂａｓ較少涉及損傷的定位研究。［８］Ｐ．Ｙ．Ｊ．等人對一塊含有裂紋的試件進行振動聲調制振動聲調制技術是利用低頻（ω１）和高頻信號時反試驗，用壓電陶瓷片激勵和接收聲波，激光測振儀獲（ω２）在損傷處相互調制，產生旁瓣（ω２±ｎω１）非線性取時間反轉聲波在試件表面的分布情況，結果發(fā)現時
8、反收稿日期：２０１７０１ＲｅｃｅｉｖｅｄＤａｔｅ：２０１７０１
