疲劳裂纹的电磁超声混频非线性检测

作     者：刘素贞 权泽 张闯 金亮 杨庆新 LIU Suzhen;QUAN Ze;ZHANG Chuang;JIN Liang;YANG Qingxin

作者机构：省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)天津市红桥区300130 电工电能新技术天津市重点实验室(天津工业大学)天津市西青区300387 

基　　金：国家自然科学基金项目(51777052,51977058) 河北省自然科学基金项目(E2017202055) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2020年第40卷第5期

页      码：1694-1703页

摘      要：对金属结构中疲劳裂纹的检测是结构寿命预测和失效分析的关键,线性超声或其他无损检测方法难以有效识别疲劳裂纹。以非线性波动理论为基础,根据电磁超声换能器的激发特点和兰姆波(Lamb波)的波结构特点,设计双线圈Lamb波混频电磁超声换能器,建立混频电磁超声换能器有限元仿真模型,研究混频位置和非线性系数之间的关系,分析了不同裂纹深度对超声调制效应的影响。最后,进行疲劳裂纹的电磁超声混频非线性实验,通过铝板中两个声场是否发生非线性调制来判断铝板是否有疲劳裂纹;根据疲劳裂纹板中不同位置处的非线性系数大小,对疲劳裂纹进行定位;研究非线性系数随不同裂纹长度的变化情况,依据非线性系数的变化可以有效监测裂纹的扩展。研究结果证明了所设计的Lamb波混频电磁超声换能器检测疲劳裂纹的可行性、有效性。

主 题 词：非线性超声 疲劳裂纹 混频电磁超声 调制 损伤检测 

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0802[工学-机械学] 080102[080102] 0702[理学-物理学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.190459

馆 藏 号：203884415...