[发明专利]一种用于金属薄板中应力分布测量的非线性Lamb波混频方法

摘要

一种用于金属薄板中应力分布测量的非线性Lamb波混频方法。本发明公开了一种基于非线性Lamb波混频技术的应力分布检测方法，该方法适用于板结构中应力分布检测及应力集中区域的定位，属于无损检测领域。本发明步骤：该方法首先根据被测对象和非线性Lamb波混频谐振条件，确定两基频波的激励频率；在试件左右两端对向激励两列A0模态波，在激励信号之间某一位置处接收和频S0信号，进行板结构非线性混频应力检测；通过改变激励信号激励时延，对试件不同位置进行混频扫查，提取混频波幅值；最后，根据和频差信号幅值随混频位置的变化规律，可实现对金属板应力分布的检测以及应力集中区域的定位。

主权项

1.一种基于非线性Lamb波混频技术的应力分布检测方法，其特征在于：各向同性介质中，两频率分别为f₁、f₂的弹性波在特定条件下与非线性源相互作用会产生频率为f_g的和频或差频波；发生以上混频非线性效应的特定条件称为谐振条件；两A0波混频，Lamb波混频的谐振条件为(K_sum)²＝(K₁)²+(K₂)²+2K₁K₂cosα    (1a)(K₂)²＝(K₁)²+(K_sum)²‑2K₁K_sumcosψ     (1b)式中，K₁、K₂为两基频Lamb波的波数，K_sum为和频Lamb波的波数；式(1)给出了两Lamb波相互作用产生和频Lamb波需要满足的谐振条件；其中，基频和和频Lamb波的波数分别为式中，分别为两基频Lamb波的相速度，为和频Lamb波的相速度，以上相速度可从图1a)中Lamb波相速度频散曲线获得；根据式(1)，两Lamb波相互作用产生和频Lamb波时，其基频Lamb相互作用角α及混频波散射角ψ为由式(3)可知，基频Lamb波相互作用角α及混频波散射角ψ与两基频Lamb波及混频波的频率、相速度均相关，据此可获得两Lamb波发生混频非线性效应的谐振条件。