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304不锈钢因性能优异被广泛应用于各行业,但在腐蚀介质与恒载荷耦合作用下极易发生应力腐蚀。应力腐蚀易受周围环境的影响,具有裂纹形成慢、断裂快的特点,开展应力腐蚀早期损伤检测对工业生产实际应用具有重要的意义。非线性超声检测技术对早期损伤十分敏感,但在应力腐蚀的影响因素方面研究较少,而且难以实现腐蚀损伤有效表征,鉴于此,本文将开展基于非线性超声信号分析与处理的304不锈钢应力腐蚀损伤评价研究。研究内容如下:Ⅰ.介绍非线性超声表面波表征损伤原理,并将希尔伯特-黄和信息熵引入非线性超声信号处理,探讨了它们的基础原理、具体实现算法以及特点,并针对希尔伯特-黄信号处理方法的局限性提出相应的解决措施。Ⅱ.搭建应力腐蚀实验平台,选用应力环装置施加恒载荷,自制腐蚀槽粘在样品表面中间位置进行腐蚀实验;采用三维激光共聚焦显微镜对不同应力腐蚀损伤态的样品进行形貌观察、三维尺寸测量,探讨非线性超声表面波表征304不锈钢应力腐蚀损伤的可行性;并对比分析腐蚀浓度、应力、腐蚀时间对应力腐蚀损伤的影响作用;最后,将快速傅里叶变换FFT、希尔伯特-黄变换HHT以及信息熵应用于非线性超声表面波信号处理,分析这三种信号处理方法对应力腐蚀损伤的灵敏度,研究结果如下:1.HHT在点蚀损伤非线性超声表面波模拟信号中的应用表明:利用HHT提取的非线性系数随点蚀早期损伤的增加而增加,可以实现点蚀损伤定量表征,验证了HHT程序的准确性和在腐蚀损伤非线性超声表面波方面应用的可行性。2.腐蚀液浓度、腐蚀时间以及应力均加速应力腐蚀进程,使试样表面腐蚀坑数量增多、尺寸增大;腐蚀至15小时,蚀坑边缘萌生微裂纹,试样表面损伤程度显著增强。基于HHT提取的归一化非线性系数随样品损伤程度增加而增大,验证了非线性超声表面波在应力腐蚀损伤方面的可行性。3.利用腐蚀坑形貌尺寸和归一化非线性系数变化率评价腐蚀浓度、应力、腐蚀时间对应力腐蚀损伤的影响作用,腐蚀液浓度从6%FeCl3增至14%FeCl3,非线性系数变化率最大,浓度对应力腐蚀损伤的影响作用最大,腐蚀时间5h至15h的影响作用次之,当应力从0MPa增至248MPa,非线性系数变化率最小,这与表面形貌变化情况一致。4.信息熵、傅里叶变换以及HHT提取的应力腐蚀损伤特征参数对比结果表明:HHT提取的非线性系数随损伤变化最为敏感,信息熵曲线最为平缓,灵敏度最低,傅里叶变换提取的归一化非线性系数居中。