Lamb波板型结构中的宽频导波检测方法(2)
1绪论
1.1 课题研究的背景和意义
无损检测技术已经历一个世纪，尽管无损检测技术本身并非一种生产技术，但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该国的工业技术水平。无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。统计资料显示，经过无损检测后的产品增值情况大致是，机械产品为5%，国防、宇航、原子能产品为12%一18%，火箭20%。可见现代工业是建立在无损检测基础上的说法并不为过。世界各国都对超声无损检测给予了高度的重视。
近几年，一种新兴的无损检测方法引起国内外研究人员的广泛关注，即超声导波无损检测技术。它是指在不损害工件的条件下，利用超声导波对工件的表面及内部进行缺陷检测，由于超声导波沿着自身传播的方向的衰减非常小，所以它可以传播很远的距离，有的甚至可以达到几十米远。这样它就能够检测从激励到接收两点间的所有点，即在一个点处激发就可以检测出一条线的情况，因此就非常节省时间，从而大大的提高了检测效率。由于超声导波在工件的表面和内部都有质点振动，它包含了整个工件上所有质点的缺陷信息，所以可以检测工件的表面和内部的全部缺陷。所以超声导波无损检测技术的适用的范围很广，不仅可以检测板材和管材的缺陷，而且对棒状和弯曲变形的工件也能够进行检测[1]。
超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检测技术相比，它具有被测对象范围广，检测深度大;缺陷定位准确，检测灵敏度高;成本低，使用方便;速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。因此，超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术，体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检验以及设备服役的各产上阶段，体现在保证机器零件的可靠性和安全性上[2]。
1.超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。
a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；
b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；
c.改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；
d.根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
2.超声波检测的优点：
a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；
b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；
c.缺陷定位较准确；
d.对面积型缺陷的检出率较高；
e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；
f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。
3.超声波检测的局限性：
a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；
b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；
c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；
d.材质、晶粒度等对检测有较大影响；
e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。
4.超声检测的适用范围：
a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；
b.从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；
c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；
d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米；