本發(fā)明屬于超聲無(wú)損檢測(cè)，涉及一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法及其裝置。

背景技術(shù)：

1、在實(shí)際應(yīng)用中，由于復(fù)雜的服役環(huán)境(振動(dòng)、溫度、腐蝕、交變載荷和力等)，使得相應(yīng)的板材易發(fā)生疲勞損傷。而疲勞損傷一旦形成，將極大降低材料結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著損傷累積短時(shí)間內(nèi)將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂失效，發(fā)生嚴(yán)重的事故，甚至造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損傷。因此，板材早期損傷的有效表征具有重要的意義。

2、現(xiàn)有的超聲無(wú)損檢測(cè)方法主要是利用線(xiàn)性參數(shù)(波的時(shí)程、聲速、衰減)或非線(xiàn)性參數(shù)來(lái)表征板材早期損傷。然而，傳統(tǒng)的線(xiàn)性參數(shù)對(duì)板材早期損傷檢測(cè)是不敏感的，例如聲速和衰減。材料性能損傷誘發(fā)的非線(xiàn)性信號(hào)極其微弱，再加上噪聲等其他信號(hào)干擾，使得非線(xiàn)性參數(shù)極不穩(wěn)定和魯棒性差，很難應(yīng)用于實(shí)際工程中。針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法及其裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述問(wèn)題，研究出一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法及其裝置，首先獲取超聲波在板材表面入射的傾角θ；之后，在板材上任選一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，根據(jù)傾角θ設(shè)置超聲換能器在檢測(cè)點(diǎn)處的位置；接著，依據(jù)超聲換能器中傳遞的超聲波信號(hào)，獲得線(xiàn)性超聲系數(shù)，以評(píng)估所述板材早期損傷。所述方法有效定量表征板材損傷程度，將板材早期損傷程度與s0模態(tài)的耦合規(guī)律進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使用線(xiàn)性超聲系數(shù)有效定量表征板材早期損傷，提高了板材早期損失檢測(cè)的敏感性、準(zhǔn)確性和快速性，從而完成了本發(fā)明。

2、具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的目的在于提供以下方面：

3、第一方面，提供一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法，所述方法包括：

4、步驟1，獲取超聲波在板材表面入射的傾角θ；

5、步驟2，在板材上任選一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，根據(jù)傾角θ設(shè)置超聲換能器在檢測(cè)點(diǎn)處的位置；

6、步驟3，依據(jù)超聲換能器中傳遞的超聲波信號(hào)，獲得線(xiàn)性超聲系數(shù)，以評(píng)估所述板材早期損傷。

7、第二方面，提供一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)裝置，所述裝置包括：

8、獲取單元，其用于獲取超聲波在板材表面入射的傾角θ；

9、位置單元，其用于在板材上任選一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，根據(jù)傾角θ設(shè)置超聲換能器在檢測(cè)點(diǎn)處的位置；

10、評(píng)估單元，其用于依據(jù)超聲換能器中傳遞的超聲波信號(hào)，獲得線(xiàn)性超聲系數(shù)，以評(píng)估所述板材早期損傷。

11、第三方面，提供第二方面所述的裝置在基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用。

12、本發(fā)明所具有的有益效果包括：

13、(1)本發(fā)明提供的基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法，能夠有效定量的檢測(cè)板材早期損傷，實(shí)現(xiàn)對(duì)板材的高效、可靠、實(shí)時(shí)、便捷的健康程度評(píng)價(jià)。

14、(2)本發(fā)明提供的基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法，將板材早期損傷程度與s0模態(tài)的耦合規(guī)律進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使用線(xiàn)性超聲系數(shù)有效定量表征板材早期損傷，提高了板材早期損傷檢測(cè)的敏感性、準(zhǔn)確性和快速性。

技術(shù)特征：

1.一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，優(yōu)選的，在步驟1中，通過(guò)包括如下步驟獲取超聲波在板材(1)表面入射的傾角θ：將待測(cè)的板材(1)浸沒(méi)于液體中，超聲波在液體中傳遞至板材1表面，依據(jù)液體的縱波聲速和板材(1)中s0蘭姆波的相速度獲得傾角θ。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟1中，傾角θ、液體的縱波聲速和板材(1)中s0蘭姆波的相速度具有如下關(guān)系：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1中，所述液體為水、乙醇或液壓油。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述液壓油為煤油、汽油和潤(rùn)滑油中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟2中，所述超聲換能器浸沒(méi)在液體中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲換能器包括發(fā)射換能器(2)和接收換能器(3)，所述發(fā)射換能器(2)和接收換能器(3)設(shè)置在板材(1)同側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射換能器(2)和接收換能器(3)在檢測(cè)點(diǎn)豎直面兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布，所述發(fā)射換能器(2)和接收換能器(3)與檢測(cè)點(diǎn)的豎直面夾角均為θ。

9.一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置在基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于非鏡面反射的板材早期損傷評(píng)價(jià)方法及其裝置，首先獲取超聲波在板材表面入射的傾角θ；之后，在板材上任選一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，根據(jù)傾角θ設(shè)置超聲換能器在檢測(cè)點(diǎn)處的位置；接著，依據(jù)超聲換能器中傳遞的超聲波信號(hào)，獲得線(xiàn)性超聲系數(shù)，以評(píng)估所述板材早期損傷。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧明晰,王家祥,許才彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19