金属疲劳微损伤的非线性超声检测技术研究

发布时间：2020-12-09 21:28

　　金属材料是汽车、船舶、航空航天、核工业等领域机械设备零部件的主要材料之一。这些设备在长期使用过程中，受到拉伸、压缩或交变载荷的作用，内部微结构逐渐产生变化，起初表现为位错、滑移带和微裂纹，随着微裂纹的成长形成宏观裂纹，导致金属材料的断裂失效。因此，本论文采用非线性超声技术，研究金属疲劳微损伤的检测技术具有现实意义。本文介绍了金属疲劳损伤的非线性超声检测原理，针对铝材料拉伸疲劳损伤试件，研究了非线性超声检测方法，分析了激励信号、耦合剂和加窗处理对非线性超声参数的影响；通过分析相对超声非线性系数与拉伸应力之间关系，采用二次多项式和指数函数，拟合了两者之间的关系，从拟合误差数据表明，采用单一相对超声非线性系数不能很好的表征拉伸疲劳微损伤程度。针对这一问题，分别提取了试件中三个典型位置的基波幅值、二次谐波幅值和相对超声非线性系数，以不同组合方式作为特征量，采用了BP神经网络进行疲劳损伤程度的识别，识别的结果表明，采用多位置基波幅值和二次谐波幅值作为特征量的BP神经网络模型具有更好的识别效果，识别最大误差率达0.8%。 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

非线性超声检测系统实物图

匹配电阻、衰减器及低通滤波器（低通滤波器过滤高器将电信号转换成超声波发射出去，超声波透过被器再将接受到的超声波转换为电信号，最后被计算机波器来观察波形，测量信号的频率和幅度等参数。使使用到的测试参数，并对测量结果进行保存及处理。(a) 50Ω 匹配电阻 (b) 6dB 固定衰减

到试件后将发生反射。只使用一个波器显示。当试件中没有缺陷时，到的超声波将出现高次谐波成分程度。式介绍出的超声波是机械波，检测时需要装置，就是换能器，也就是常说的、电磁式换能器等，本文主要采利用材料的压电效应将能量互相换能器将机械振动转换成电信号。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[9]金属材料拉伸变形下的超声非线性特性研究[D]. 弓飞.北京交通大学 2010
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本文编号：2907502