基于非共线混频的材料塑性损伤非线性超声表征研究

来源 :2016年度全国检测声学与物理声学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guizi663
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  非共线混频是一种对材料早期损伤状态十分敏感的非线性超声无损检测方法,但由于实际材料参数与理论计算值的差异导致不能严格满足理论上的共振条件,非共线混频方法对材料性质的敏感性就有可能急剧下降.本文基于两列非共线有限振幅横波在非线性区域相互作用产生和频纵波的有限元数值仿真和实验测量分析,探讨了共振条件中的角度变化对非共线混频方法表征7075铝试样塑性变形状态的影响.本文采用COMSOL有限元软件模拟非共线混频过程,研究了入射横波混频、散射和频纵波产生和传播特性;采用发射、接收探头在待测试样同一侧的实验测量方式,保持满足共振条件的入射角度不变,通过改变入射位置对不同塑性变形量(约为0%、1.422%、2.822%、4.47%)的7075铝试样进行塑性变形区域检测,对接收信号作归一化处理后再进行二维插值分析.结果 显示,实验测量得到的局部塑性变形区域大小与仿真模拟的拉伸结果基本一致,同时在塑性变形量约为0%到4.47%的范围内,塑性变形区域的和频纵波最大幅值随着塑性变形量的增大而增大.表明严格满足共振条件的非共线混频方法可用于材料塑性损伤的表征.改变满足共振条件的入射角度,对塑性变形量约为0%的7075铝试样进行塑性变形状态检测.结果 显示,对于和频分量最大幅值仅下降6dB时,入射角度的可偏离范围约为±1°.表明在一定角度偏离范围内,非共线混频方法对塑性变形状态仍具有一定的敏感性.本文研究为评价材料塑性损伤提供了一种更加具有实际应用价值的定位检测方法.
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