[发明专利]一种基于非线性Lamb波的金属板微缺陷检测方法

说明书

本发明提供一种基于非线性Lamb波的金属板微缺陷检测方法，包括以下步骤：S1：获取金属板的相速度频散曲线和群速度频散曲线；S2：根据相速度频散曲线和群速度频散曲线获取激励频率、特定模态的Lamb波以及特定模态的Lamb波的入射角作为模型参数；S3：根据S2中特定模态的Lamb波推导相对非线性系数β′，相对非线性系数β′用于表征缺陷的深度；S4：根据模型参数，建立非线性超声测试系统；S5：根据S4中建立的非线性检测系统对金属板进行测试并判断相对非线性系数β′是否可靠，如果可靠，则利用相对非线性系数β′表征被测试金属板的缺陷。相对非线性系数β′表征被测试金属板的缺陷，能有效表征金属板的缺陷，提高检测的准确性。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，尤其涉及一种基于非线性Lamb波的铝合金板微缺陷检测方法。

背景技术

与传统超声波技术相比，利用固体介质中超声导波的传播特性检测材料和结构的技术具有更快速、更经济、更灵敏的特点，是无损检测(Non DestructiveTesting，NDT)领域中的一个重要研究热点。

Lamb波是超声无损检测中的一种常用导波模态，因其衰减小、检测距离远、传播速度快的优点，非常适用于大面积金属板材的缺陷检测。Lamb波在板材的传播过程中会出现频散现象，并产生多种模态，由于多种模态的波包之间的相互干扰，使得接收以及信号处理十分复杂。

当板材中存在缺陷时，会使得Lamb波的传播更加的多变复杂，兰姆波模态的选择直接关系到检测的准确性，现有技术中，兰姆波模态的选择往往不具有单一性，使得准确性不高，因此基于兰姆波提出一种更为准确的检测金属板的方法为行业所需。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于非线性Lamb波的金属板微缺陷检测方法，能有效表征金属板缺陷的深度，提高检测的准确性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于非线性Lamb波的金属板微缺陷检测方法，包括以下步骤：

S1：获取金属板的相速度频散曲线和群速度频散曲线；

S2：根据所述相速度频散曲线和所述群速度频散曲线获取激励频率、特定模态的Lamb波以及所述特定模态的Lamb波的入射角作为模型参数；

S3：根据所述S2中特定模态的Lamb波推导相对非线性系数β′，所述相对非线性系数β′用于表征缺陷的深度；

S4：根据所述模型参数，建立非线性超声测试系统；

S5：根据S4中建立的非线性检测系统对金属板进行测试并判断所述相对非线性系数β′是否可靠，如果可靠，则利用相对非线性系数β′表征被测试金属板的缺陷。

本发明的有益效果是，根据金属板的相速度曲线和群速度曲线获取建立模型需要的模型参数，并建立超声非线性测试系统验证相对非线性系数β′的可靠性，如果可靠则利用相对非线性系数β′表征被测试金属板的缺陷，能有效表征金属板的缺陷，提高检测的准确性。

进一步，所述S1包括以下步骤：

S101：根据Rayleigh-Lamb频率方程的对称和反对称模态，列出Lamb波的相速度c_p和频率ω间的关系式：c_p＝(ω/2π)λ，其中λ为波长；

S102：根据Lamb波的相速度和频率间的关系式，绘制相速度和群速度频散曲线。

采用上述进一步方案的有益效果是，根据Lamb波的相速度和频率间的关系式，绘制相速度和群速度频散曲线，使变化关系规律更直观，更容易选择Lamb波的模态。

进一步，所述S2中模型参数的获取包括以下步骤：