铝合金薄板疲劳裂纹的非线性声学特性

在没有任何损伤 的铝合金薄板中,主要表现为原子间 的非线性,以至于非线 性声学特征不明显并很难 测量;然而当铝合金薄板中出 现疲劳损伤时,将产生明显的非 线性声学特征,这对于识别铝 合金薄板中的疲劳损伤十分有利。推导超声波在含 有疲劳裂纹的固体金属中传播时非线性声 学特征方程。利用非接触 激光测振仪、任意波形发生器、数字示波器和计算机等组 建铝合金薄板疲劳裂纹试验系统,并以含有疲劳 裂纹的2024铝合金薄板 为研究对象,利用该系统,在单频超 声波即中心频率 为270kHz激励下,对超声波在2024铝合金 薄板中传播的非线性声学特性进行试验研究。结果表明,高次谐波可作 为表征疲劳裂纹或缺陷的特征量。根据不同点 的扫描结果,获得时域峰值幅度和频率幅 度与扫描位置之间的关系,由此可大致确定 疲劳裂纹的位置。