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裂纹是机械零件中常见的缺陷,也是导致机械设备失效的主要原因之一。在交变载荷及外界环境因素的长期作用下,即使微小裂纹也可能迅速扩展进而突然断裂,导致灾难性事故的发生,对国民经济和人员生命财产安全造成重大威胁。研究表明,对于设计合格的机械构件,从产生微损伤到形成宏观裂纹的过程占其整个疲劳寿命的80%~90%。因此开展关于结构中微裂纹早期检测和诊断方法的研究具有十分重要的意义。针对结构中的闭合裂纹,本文发展一种非共线混频超声检测方法,具体研究内容包括: 1、闭合裂纹非共线混频超声检测方法研究。发展了一种闭合裂纹非共线混频超声检测方法,利用该方法对有无闭合裂纹试件进行检测实验,并对检测信号的频率成分进行了分析。结果表明,该方法可以很好实现闭合裂纹的检测。 2、闭合裂纹长度非共线混频超声测量实验研究。在两激励探头处于不同空间位置的情况下,对含闭合裂纹试件进行非共线混频超声检测实验,利用现代信号分析方法对检测信号进行处理,提取出混频非线性特征参数。根据混频非线性特征参数随探头空间位置的变化规律,实现了闭合裂纹长度的定量表征。 3、闭合裂纹混频非线性超声检测数值仿真研究。对共线与非共线两种激励模式下的混频非线性超声检测进行了数值仿真。在共线激励模式中,分析了激励幅值、裂纹长度和裂纹宽度等参数的变化对混频分量幅值及非线性系数的影响。在非共线激励模式中,对双侧斜入射超声信号与裂纹相互作用进行了数值仿真,验证了采用仿真方法研究闭合裂纹非共线混频检测问题的可行性。