[发明专利]金属材料镀层损伤的非线性超声评价方法

权利要求书

1.一种金属材料镀层损伤的非线性超声评价方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一选择一个镀层试件，清除镀层试件两端表面上的镀层，在镀层试件两端表面清除镀层的位置，紧邻镀层分别放置瑞雷波激发装置(5)和瑞雷波接收装置(7)；采用非线性超声测试系统激发和接收瑞雷波信号；通过计算机接口，利用计算机(3)记录其初始瑞雷波信号；

步骤二准备具有不同损伤程度的镀层试件

对步骤一中的镀层试件进行第一次加载，拉力为6KN～8KN；

将镀层试件从加载装置卸下，在镀层试件两端表面清除镀层的位置，紧邻镀层分别放置瑞雷波激发装置(5)和瑞雷波接收装置(7)；

采用非线性超声测试系统激发和接收瑞雷波信号，通过计算机接口，利用计算机(3)记录第一次测试的瑞雷波信号；

对第一次加载镀层试件进行第二次加载，拉力为14KN～16KN；

将第二次加载镀层试件从加载装置卸下，在镀层试件两端表面清除镀层的位置，紧邻镀层分别放置瑞雷波激发装置(5)和瑞雷波接收装置(7)；采用非线性超声测试系统激发和接收瑞雷波信号，通过计算机接口，利用计算机(3)记录第二次测试的瑞雷波信号；

对第二次加载镀层试件进行第三次加载，拉力为22KN～24KN；

将第三次加载镀层试件从加载装置卸下，在镀层试件两端表面清除镀层的位置，紧邻镀层分别放置瑞雷波激发装置(5)和瑞雷波接收装置(7)；采用非线性超声测试系统激发和接收瑞雷波信号，通过计算机接口，利用计算机(3)记录第三次测试的瑞雷波信号；

对第三次加载镀层试件进行第四次加载，拉力为30KN～32KN；

将第四次加载镀层试件从加载装置卸下，在镀层试件两端表面清除镀层的位置，紧邻镀层分别放置瑞雷波激发装置(5)和瑞雷波接收装置(7)；采用非线性超声测试系统激发和接收瑞雷波信号，通过计算机接口，利用计算机(3)记录第三次测试的瑞雷波信号；

对第四次加载镀层试件进行第五次加载，拉力为38KN～40KN，此时试件表面的电镀层局部出现裂纹；

将第五次加载镀层试件从加载装置卸下，在镀层试件两端表面清除镀层的位置，紧邻镀层分别放置瑞雷波激发装置(5)和瑞雷波接收装置(7)；采用非线性超声测试系统激发和接收瑞雷波信号，通过计算机接口，利用计算机(3)记录第五次测试的瑞雷波信号；

步骤三

对步骤一的初始瑞雷波信号和步骤二中的第一至第五次测试的瑞雷波信号加汉宁窗、并进行快速傅里叶变换，得到计算机记录的瑞雷波信号中的基频幅值A₁和倍频幅值A₂；

定义相对非线性系数：β_R＝A₂/A₁²；

将步骤一中初始瑞雷波信号的初始相对非线性系数记为β_R0；

将步骤一中瑞雷波信号的初始相对非线性系数除以β_R0进行正则化，得到镀层试件的初始正则化相对非线性系数值；

将第一次测试的瑞雷波信号的相对非线性系数除以β_R0进行正则化，得到镀层试件第一次加载后的第一个正则化相对非线性系数值；

将第二次测试的瑞雷波信号的相对非线性系数除以β_R0进行正则化，得到镀层试件第二次加载后的第二个正则化相对非线性系数值；

将第三次测试的瑞雷波信号的相对非线性系数除以β_R0进行正则化，得到镀层试件第三次加载后的第三个正则化相对非线性系数值；

将第四次测试的瑞雷波信号的相对非线性系数除以β_R0进行正则化，得到镀层试件第四次加载后的第四个正则化相对非线性系数值；

将第五次测试的瑞雷波信号的相对非线性系数除以β_R0进行正则化，得到镀层试件第五次加载后的第五个正则化相对非线性系数值；

将步骤二中每次加载的拉力除以镀层试件的横截面面积，得到五个加载的应力表示；

以正则化相对非线性系数为纵坐标，以应力为横坐标，将步骤一中瑞雷波信号的初始正则化相对非线性系数值，以及上述五个正则化相对非线性系数值表示在上述坐标中，得到正则化相对非线性系数与应力间的关系曲线图；

步骤四金属材料镀层损伤的非线性超声评价

根据正则化相对非线性系数与应力间的关系曲线图，当相对非线性系数大于1并小于镀层出现裂纹时的正则化相对非线性系数值时，镀层试件存在损伤；相对非线性系数越大，损伤程度越大。