铝、钢等金属板件因其加工性、焊接性、电镀性、导热性良好、韧性高等优秀品质,在航空航天、军事兵器、交通运输、船舶工业、风电厂、压力锅炉、建筑装饰等方面广泛应用。大型金属板件在生产制造或服役的过程中,由于受多种因素的影响,板件内不可避免地存在有夹杂、裂纹等缺陷,板件表面也会出现腐蚀、孔洞缺陷。这些缺陷积累扩展至一定的规模时,结构的使用寿命会极大地缩短,严重时甚至会造成巨大的安全事故。为了能够及时高效地检测出大型金属板件结构中可能存在的缺陷,进而确定缺陷的位置、大小和结构受损程度,对在役的板件进行在线无损检测是非常必要的。传统的可视化检测采用点对点扫描检测的方式较耗时,不适用于大型板件,现有的基于时间反转、层析成像、渡越时间等的成像方法虽能够保证高质量的成像结果,但信号数据量大,计算时间长,成像效率不高。声-超声信号的远距离、能量衰减小等特点使其能够对大型板件进行快速检测,在节省成像时间上面具有很大的优势。概率成像法使用损伤存在概率指标作为成像像素值的来源,该算法能够保证一定成像质量的情况下实现快速成像,且对信号质量没有过高的要求。本文主要开展了板件结构损伤的声-超声概率成像识别方法研究。主要工作如下:在声-超声技术、超声Lamb波的基础理论上,根据Lamb波频率方程,建立声-超声波在薄板中传播的波动力学模型,采用MATLAB对声-超声波的传播过程进行数值仿真,获得了声-超声波在薄板中传播的相速度频率曲线,分析出同一模态波的相速度会随着频率的变化而改变,相同频率时亦存在有多种模态的波形。声-超声波的这种在薄板中传播的频散特性和多模态变化特性,为研究声-超声概率成像基本理论以及声-超声损伤概率成像检测的仿真奠定了基础。采用COMSOLMultiphysics建立了 4个压电晶片矩形阵列检测铝板缺陷的有限元模型,使用基于模型采用声-超声技术激励和采集声-超声信号,并利用基于相异系数法的概率成像算法处理声-超声信号数据,通过对损伤概率成像检测图与实际缺陷位置、大小的对比,验证了声-超声波的概率成像损伤检测方法的可行性。开展了板件结构损伤概率成像检测的实验,使用8个压电晶片矩形阵列检测铝板缺陷,并分别使用基于相异系数法和小波变换法的两种损伤指标进行损伤概率成像,得出基于小波变换处理损伤指标得到的结果图其图像质量更高;分析了尺寸参数β不同取值对成像结果的影响;得出适当增加传感器的数量可以显著提高成像质量。研究结果表明,采用声-超声损伤概率成像检测方法,能够实现大型板件的快速高质量成像在线检测。