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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 456 毫秒
1.
刘志勇  滕达  项延训 《应用声学》2021,40(6):856-864
超声相控阵是超声检测领域常用的材料缺陷定位和成像技术,可便捷快速地对裂纹、孔洞等缺陷进行成像。但是,传统超声相控阵方法对较小缺陷如闭合裂纹不太敏感。非线性超声信号因对材料性能退化以及微小缺陷敏感而广受关注。本文针对疲劳闭合裂纹检测,提出一种基于幅度调制的非线性超声相控阵成像方法,通过测量物理聚焦和虚拟聚焦两种聚焦模式下超声扩散场中的声能差,并将其作为非线性参量,实现疲劳裂纹闭合部分的定位成像和定量表征。将该法应用于7075铝合金试样疲劳裂纹的实验测量,并研究了扩散场信号延迟时间对非线性超声相控阵成像结果的影响。结果表明:相较于传统超声相控阵全聚焦法,基于幅度调制的非线性超声相控阵成像方法能够更准确地定位和成像疲劳裂纹闭合部分;延迟时间的选择对疲劳裂纹长度的表征精度影响较大,本文研究了该延迟时间的选择方法并实现了检测结果的优化。  相似文献   

2.
闭合裂纹非共线混频超声检测试验研究   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
针对结构中微裂纹检测难题,发展了一种闭合裂纹非共线混频超声检测方法。在对非共线混频超声检测机理分析基础上,进行了结构中疲劳裂纹混频非线性超声检测实验。对有无裂纹试件中检测信号进行了滤波和时频分析,结果表明,可根据信号滤波后时域波形中是否存在明显的混频波包或时频分析中是否存在明显的和频分量,实现有无闭合裂纹的判识;通过移动激励探头的位置,控制两列入射声波在试件中的交汇位置,实现试件中不同深度位置的混频非线性检测。并根据测得的混频非线性系数沿试件深度方向上分布,实现了闭合裂纹沿深度方向上长度的测量。研究工作为结构中微裂纹定量评价做了有益探索。   相似文献   

3.
接触缺陷的振动调制超声导波检测技术研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
针对常规线性超声检测方法无法实现板结构接触类缺陷(如微裂纹、脱粘等)检测问题,将超声导波技术与振动声调制技术相结合,利用稀疏分布传感器发展了一种板结构中接触缺陷非线性超声检测方法。通过低频振动改变缺陷的接触状况,使得通过接触面的高频导波信号的相位和幅值受到调制。对受低频振动调制的超声导波二维时间序列进行时频分析,由于接触类缺陷的存在,在振动调制超声导波序列的时频分布上出现明显的低频振动频率分量。利用提取出的低频振动频率下的超声导波信号,进行了结构接触缺陷成像处理。检测试验表明,基于振动声调制的超声导波缺陷成像方法可以实现结构中的接触类缺陷检测。   相似文献   

4.
针对结构早期损伤超声非线性检测中损伤表征问题,发展了一种基于动态小波指纹的超声信号分析方法,从超声信号的动态小波指纹分布中提取出一种可用于结构早期损伤表征的超声非线性特征参数。研究了小波基函数及分析尺度对超声非线性效应提取效果的影响,优选出对结构早期损伤敏感的小波基函数以及尺度范围。将提出的动态小波指纹分析方法应用于二次谐波及混频非线性超声检测信号分析,结果表明,动态小波指纹分析方法可有效提取出检测信号中的二次谐波及混频分量,基于小波指纹分布的非线性特征参数可用于板结构中微裂纹的定量表征.本文研究工作为结构早期损伤超声非线性检测中的弱非线性效应提取作了有益探索。   相似文献   

5.
韩梦  尹嘉雯  黄军科  李伟  魏勤 《应用声学》2022,41(5):727-734
超声红外成像检测技术是一种发展迅速的新型无损检测技术,可用于检测材料表面或近表面的缺陷,由于对缺陷具有选择性加热的特点,近年备受检测行业的关注。在铝合金板中制作疲劳微裂纹,在板中激励声波,裂纹表面因振动摩擦生热,用红外摄像仪记录板表面温度分布。拍摄的红外图像序列经傅立叶变换后得到的幅值和相位图能清晰显示裂纹的特征,测量到的裂纹长度误差达到4.3%。用有限元模拟超声在板中裂纹处的生热过程,研究板中超声在裂纹处的励热机制。超声的激励时间、裂纹表面间的摩擦系数和裂纹开口宽度直接影响裂纹处的励热效果,温度最高通常位于裂纹尖端附近。实验和模拟结果均表明超声红外成像检测技术能对板中疲劳微裂纹实现快速检测,提供有效、可信的检测结果。  相似文献   

6.
光纤Fizeau干涉仪的声发射检测研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
梁艺军  邓虎  徐彦德 《光子学报》2007,36(4):681-685
验证了一种基于光纤Fizeau干涉仪的声发射传感器,可用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率.对传感系统的相位调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析.  相似文献   

7.
采用非线性弹簧模型对振动声调制技术下微裂纹产生的非线性调制效应进行解释。从理论上分析了振动声调制技术下微裂纹产生非线性调制现象的原理,将微裂纹的开合状态等效为非线性弹簧。利用有限元软件构建并仿真微裂纹非线性弹簧模型,分别观察不同激励下裂纹界面的开合状态及混合声波的传播特性。结果表明,微裂纹界面随低频声波呈周期性开合,使得通过裂纹界面的高频声波与低频声波相互调制而产生非线性现象。在以上研究基础上,开展振动声调制实验研究。对比仿真结果,非线性调制系数R在实验条件下和仿真随低频激励幅值的变化趋势相同,证明了该模型的正确性。该模型为振动声调制技术应用于微裂纹的超声非线性检测提供了理论依据。   相似文献   

8.
环形光纤声发射传感器的相位调制特性研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器,用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率.而且对传感系统的位相调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,结果表明该系统可用于固体表面传播的超声波频率特征的识别.  相似文献   

9.
焦敬品  薛原  高翔  何存富  吴斌 《应用声学》2021,40(2):255-262
针对常规超声反射系数对界面接触状态灵敏度受限问题,论文发展一种用于界面接触状态评价的超声信号相似度分析方法。针对不同压力下承压界面超声检测信号,研究了激励信号带宽、相似度函数类型及分析域对相似度分析方法对界面接触状态评价的影响。结果表明,检测信号的相似度指标随压力增加呈现明显规律性。激励信号带宽、相似度函数类型和分析域对界面接触状态评价效果有很大的影响。宽带激励下的时域欧式距离指标对界面压力微变化最为敏感,可用于界面接触状态的定量评价。  相似文献   

10.
李立  焦敬品  吴斌  何存富 《声学学报》2021,46(2):281-291
针对结构中缺陷定量识别问题,建立了椭圆缺陷超声散射仿真模型,研究了缺陷偏转角度及尺寸对散射信号去相关特性的影响。结果表明,超声信号去相关系数矩阵与缺陷几何状态(如尺寸及角度)存在很大关联性,但并非线性相关。结合参数化有限元分析与贝叶斯理论,发展了一种基于超声散射信号去相关分析的缺陷反演方法,开展了缺陷反演数值仿真及检测实验。结果表明,发展的缺陷反演方法可以很好实现铝块与铝板缺陷位置及尺寸反演。其中铝块开口缺陷尺寸(深度)反演误差约为激励波长0.2倍,位置误差约为激励波长0.6倍;铝板圆形缺陷尺寸反演误差约为激励波长0.04倍,位置误差约为激励波长0.4倍。研究工作为结构中缺陷定量识别与评价做了有益探索。   相似文献   

11.
According to the principle of synchronous demodulation,the modulation information in the output signal of vibro-acoustic modulation test was investigated and the nonlinear interaction of sound and vibration with the crack interface in a metallic rod was analyzed.A swept signal excitation was used to obtain a proper high frequency parameter in the test of aluminum rod samples with different sizes of cracks and the modulation information in the output signal was analyzed.It was found that the ultrasound wave in the structure can be separated into two parts.One is the wave which passes through the crack interface modulated by the low frequency vibration,and other wave has no any changes.The nonlinear modulation model was modified and a quantitative method for crack detection was proposed.It is demonstrated by comparing with the ultrasonic C-scanning that this method can be used to estimate the fatigue crack size in the metallic rod.  相似文献   

12.
This study presents a fatigue crack detection technique using nonlinear ultrasonic wave modulation. Ultrasonic waves at two distinctive driving frequencies are generated and corresponding ultrasonic responses are measured using permanently installed lead zirconate titanate (PZT) transducers with a potential for continuous monitoring. Here, the input signal at the lower driving frequency is often referred to as a ‘pumping’ signal, and the higher frequency input is referred to as a ‘probing’ signal. The presence of a system nonlinearity, such as a crack formation, can provide a mechanism for nonlinear wave modulation, and create spectral sidebands around the frequency of the probing signal. A signal processing technique combining linear response subtraction (LRS) and synchronous demodulation (SD) is developed specifically to extract the crack-induced spectral sidebands. The proposed crack detection method is successfully applied to identify actual fatigue cracks grown in metallic plate and complex fitting-lug specimens. Finally, the effect of pumping and probing frequencies on the amplitude of the first spectral sideband is investigated using the first sideband spectrogram (FSS) obtained by sweeping both pumping and probing signals over specified frequency ranges.  相似文献   

13.
The possibility of using the effect of the modulation of ultrasound by vibrations due to the presence of cracks for the nonlinear acoustic detection of cracks is demonstrated. The method is based on a pulsed ultrasonic sounding with gating the received signal and simultaneously exciting low-frequency vibrations in the sample. The presence of a crack is characterized by the modulation of the ultrasonic wave reflected from the crack. The visualization of the crack position in a model object (a metal rod) is performed. The possibility of selecting a crack on the background of an intense signal reflected from a cavity is experimentally demonstrated. The manifestation of the nonlinear properties of a crack is studied as a function of the polarization of the flexural vibrations of the rod.  相似文献   

14.
利用随机共振在强噪声下提取信息信号   总被引:39,自引:1,他引:38       下载免费PDF全文
祝恒江  李蓉  温孝东 《物理学报》2003,52(10):2404-2408
已有利用随机共振在强噪声下提取单一频率信号的若干报道,但单一频率信号所携带的信息量为零.本实验研究表明:在调幅波和白噪声的协同作用下,非线性双稳系统的输出不仅可以呈现随机共振现象,而且经检波、滤波后能提取出调制信号(信息信号);与直接经电子学系统检波、线性滤波后所提取的调制信号相比,前者所获调制信号的信噪比更高.给出了绝热近似条件下,调制信号信噪比的解析表达式. 关键词: 随机共振 信噪比 调制信号 噪声  相似文献   

15.
Rokhlin SI  Wang L  Xie B  Yakovlev VA  Adler L 《Ultrasonics》2004,42(1-9):1037-1047
An experimental method incorporating high frequency pulsed angle beam ultrasonic measurements modulated by low frequency vibrations of a bonded structure is described. This method uses parametric/nonlinear mixing between high and low frequencies to characterize adhesive degradation. It is demonstrated that good quality (undamaged) bonds exhibit little dependence of ultrasonic signature on the overlay of low frequency vibration loads; however, environmentally degraded or imperfect bonds exhibit strong modulation of the resonance frequency of the ultrasonic signal reflected from the bond. The results are interpreted using a model for normal and oblique wave interaction with two nonlinear interfaces separated by an adhesive layer under quasi-static stress modulation.  相似文献   

16.
谐振型光纤陀螺方波频率调制方法   总被引:7,自引:0,他引:7  
分析了谐振型光纤陀螺(R FOG)方波频率调制方法的工作原理和调制性能,得到了采用方波频率调制时R_FOG的极限灵敏度,并对方波频率调制和正弦频率调制两类调制方法的特性进行了比较。结果表明,方波调制方法的极限灵敏度优于正弦频率调制方法的极限灵敏度,其输出信号为方波强度调制信号,易于与I_FOG中类似的数字解调方法相结合,是实现全数字处理R_FOG的较理想的调制方案。  相似文献   

17.
电光调制晶体半波电压倍频测量方法的讨论   总被引:3,自引:0,他引:3  
在电光调制晶体的半波电压倍频法测量中,基于晶体电光效应分析了不同偏压下输出信号与调制信号之间的线性与倍频关系,并利用计算机模拟分析了调制信号的调制幅度对倍频信号的影响,分析结果表明倍频信号受高阶谐波分量的干扰产生波形畸变,不利于晶体半波电压的倍频法测量。提出利用李萨如图形的对称性来确定电光调制的倍频位置,克服了调制幅度波形畸变问题的干扰。通过对半波电压不同测量方法的实验测量和对比分析,说明该方法可操作性好,测量精确度也比直接观察倍频信号输出波形要高。  相似文献   

18.
A model of a one-dimensional cracked cantilever bar subjected to longitudinal harmonic excitation is used to analyse a nonlinear response as a way to monitor structural health. The effect of the bilinear (nonlinear) character of the crack on the dynamics of the structure is studied. Simulation and experiments were performed to analyse the nonlinear behaviour of the cracked bar. In simulation the nonlinear information is obtained based on a combination of the analytical technique and the Matlab–Simulink computation. From analysis and experiment, it is found that the crack-induced nonlinearity leads to the generation of higher harmonics, whose intensity is a function of a distance from the crack. Side band frequencies were clearly revealed as well. The latter indicate modulation of exciting frequency due to systematic interaction of crack faces. The nonlinear transformation of modulated vibration by crack leads to generation of a low frequency periodic component. Its intensity is proportional to the forced response of the cracked bar at the exciting frequency. The phenomenology revealed can be effective for Structural Health Monitoring.  相似文献   

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