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高温蠕变损伤是超超临界机组中大型关键部件安全运行的潜在威胁，研究建立高温蠕变损伤检测和评价的科学手段具有重要价值。研究表明，材料的蠕变损伤程度与超声非线性效应关系密切。与超声纵波相比，超声导波如Lamb波具有在金属构件单侧信号激发和接收的优点，且更适合板状或大口径管状构件的长距离检测，因此已经开始在工程上广泛应用。但是由于超声Lamb波具有多模式性和频散性，其非线性谐波信号的激发需要满足特定条件。目前，非线性超声Lamb波激发时的基频模式选择还缺乏理论依据，使得非线性超声Lamb波在工程应用中的研究还相对滞后。因此，从理论关系和实验测量方面研究非线性超声Lamb波模式选择以及进一步探索非线性超声Lamb波与材料高温蠕变损伤之间的关系有望促进该技术在工程中的应用。 针对上述问题，本文开展了非线性超声Lamb波激发时基频模式选择的研究，并采用模式选择后的非线性超声Lamb波对不同蠕变损伤程度的P92钢进行了超声测量和研究。论文着重对以下三个方面开展了研究: (1)研究不同Lamb波基频模式二次谐波的激发效率，用于模式的选择和优化。通过理论分析，计算得到了不同类型基频Lamb波对应的激发效率参量图谱。通过对图谱的分析，选择激发效率参量大小不同的基频模式:S1-S2模式对和A2/S2-S4模式对，开展了非线性超声Lamb波激发效率的实验测量和分析。结果表明，这两种基频Lamb波模式的理论和实验激发效率参量的比值基本一致，且激发效率参量较大的纵波型S1模式能激发出效率更高的二次谐波信号。因此，激发效率参量可以有效的用于Lamb波二次谐波发生效率的表征及模式选择。 (2)研究不同非线性Lamb波模式对蠕变损伤的响应，验证基于激发效率参量模式选择的可靠性。通过实验测量分析，研究了S1-S2模式和A2/S2-S4模式对蠕变损伤试样的响应。结果表明，原始试样中激发效率参量高的S1-S2模式在蠕变损伤试样中激发效率参量也较大，从而表明利用激发效率参量选择模式是可行的。 (3)采用非线性超声Lamb波测量蠕变损伤试样，从材料微观组织演化的角度分析蠕变损伤与非线性Lamb波的曲线关系。结果表明，蠕变应变大于2％时，非线性参量随蠕变应变增大呈现单调上升趋势，可能是因为析出相长大和粗化导致了材料非线性的加剧。