(3)总结本文实验结论,具体分结论的优缺性,并反思试验中可能存在的问题,并得到了相应的实验结果。
具体本文由五个章节组成,具体内容如下:第一章绪论,材料或结构力学性能退化检测的意义和检测方法,分析介绍了非线性超声检测技术的特色以及相对与线性超声检测技术的优点。第二章非线性超声检测的相关理论基础。主要介绍了非线性超声检测的基本原理,包括非线性系数的推导以及非线性理论介绍以及试验中信号数据处理所需的傅里叶变换的相关理论。第三章非线性超声检测系统以及信号处理。包括实验数据采集方法,数据处理方式,非线性超声检测系统平台以及信号处理;实验试样的制备;实验测试过程以及测试结果的展示。第四章主要介绍了测试结果与分析。主要分析了疲劳周次,拉伸应力频率以及距离对非线性系数的影响。第五章结论与展望。总结了试验结果分析所得的结论。
第二章超声波的非线性系数检测的相关理论基础
非线性超声波作为现代先进的检测技术,在各个领域得到广泛的重视和普遍的应用。第二章内容首先介绍超声波的传播理论,详细说明常见超声波的种类及传播特点。介绍超声波非线性检测的理论基础以及非线性系数与基础频率的幅值与倍频下的谐波幅值的具体数值关系,推出非线性系数的理论基础并作为文章中求解非线性系数的理论公式。此外本章还介绍了实验数据处理阶段所需要的非线性系数和傅里叶变换的相关理论以及对激励信号的选择等等。
2.1非线性超声检测的相关理论
2.1.1超声波概论
人耳能够听到的声音频率范围为20Hz-20000Hz,因此把频率大于20000Hz的机械波叫做超声波。由于超声波能够在固体介质中传播,所以它被广泛应用于超声无损检测领域。超声波一般分为板波、表面波和纵横波,本文主要应用的是超声波中的纵波和表面波(瑞利波),具体分类主要是根据声波在介质中质点的振动方向与超声波的传播方向关系所决定的。
纵波,也叫做压缩波或疏密波,用字母L表示。纵波在传播过程中的传播方向与振动方向平行。纵波可以在固体液体和气体中传播,并且传播的速度比较快,所以在具体检测实践中对于钢板以及铸件等经常使用纵波检测。横波(S波或T波),同时也被称作切变波或剪切波,传播方向与振动方向和纵波恰恰相反。相对于纵波来说,横波只能在固体中传播而且传播速度相对于纵波速度比较小,工业中检测焊缝、钢管经常使用横波。
板波通常是指在波长与板的厚度差不多的机械波,板波可以分为SH波和兰姆波,他们的质点振动方向不同。兰姆波一般又会根据质点振动不同分为对称和非对称两种方式。SH波相当于在固体表面传播的横波。薄板材和薄管材的检测可以使用板波。