[发明专利]基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统，包括超高周疲劳试验机，所述超高周疲劳试验机包括控制系统、壳体、以及安装在所述壳体内的加载系统，所述加载系统上安装有试样，所述控制系统控制所述加载系统对所述试样进行疲劳测试，其特征在于，还包括：

非线性激光超声系统，包括激光发射器、激光超声接收器、数据处理模块，所述激光发射器和所述激光超声接收器均与所述数据处理模块电连接，所述激光发射器发射激光脉冲至所述试样，以在所述试样中激发超声波，所述激光超声接收器中的采集模块用于采集超声波信号并将其转化为电信号，所述数据处理模块能够将所述电信号转化成频率信息波形图或振幅信息波形图。

2.根据权利要求1所述的基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统，其特征在于，所述加载系统包括同轴设置的超声波产生器、超声波转换器和位移放大器，所述位移放大器和所述试样的上端固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统，其特征在于，所述位移放大器上设有螺纹部，所述试样的上端设有螺纹段，所述螺纹段和所述螺纹部之间螺纹连接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统用于给所述试样降温。

5.根据权利要求4所述的基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统，其特征在于，所述冷却系统包括空气压缩机，所述空气压缩机的排气口连接有储气罐，所述储气罐的排气口连接有空气干燥器，所述空气干燥器的排气口连接有冷却喷嘴，所述冷却喷嘴安装在所述壳体上、并与所述试样相对设置。

6.根据权利要求1所述的基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统，其特征在于，所述激光发射器与所述试样的上端对应设置，所述激光超声接收器与所述试样的下端对应设置。

7.一种应用于上述权利要求2～5中任一项所述的基于非线性激光超声的超高周疲劳损伤检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制作试样，将上述试样与位移放大器连接，超高周疲劳试验机的试验频率为20kHz±500Hz；

S2：将激光发射器与所述试样的上端相对设置，激光超声接收器与所述试样的下端相对设置；

S3：将所述激光发射器、所述激光超声接收器均与数据处理模块电连接；

S4：连接冷却系统和所述超声疲劳试验机；

S5：控制所述疲劳试验机、所述冷却系统、所述非线性激光超声系统均打开，所述数据处理模块获取所述激光超声接收器采集到的超声波信息，并对所述超声波信息进行处理得到相应的频率信息波形图或振幅信息波形图。