【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无损检测，具体涉及一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法。
技术介绍
1、固体板结构在船舶、工程应用和航空航天等领域中广泛应用。这些结构在使用过程中经常遭受低速冲击，如飞机飞行时可能遭遇鸟类撞击或维修工具意外掉落等。这种低能量的冲击虽然不会立即导致明显的破坏，但却可能导致内部微小且隐蔽的损伤。随着时间推移，这些潜在的损伤可能会逐渐扩展并最终引发结构失效。因此，对固体板进行有效的冲击损伤检测对于保障结构的安全性和可靠性至关重要。
2、传统的无损检测方法包括射线照相、磁粉检测、渗透检测等，但它们通常适用于较大规模的缺陷检测，并且难以发现细微的早期损伤。相比之下，超声检测因其适用性强、成本低廉、速度快而成为一种理想的检测手段。特别是lamb波（兰姆波），它能够在薄壁结构中传播较远距离而不显著衰减，非常适合用来探测这类结构中的微小缺陷。
3、非线性超声检测利用了材料在受力作用下产生的非线性效应来检测内部缺陷或变化。与传统线性超声相比，非线性超声可以更灵敏地探测到微小缺陷，提供更高的检测精度。尽管已有技术在固体板低速冲击损伤检测方面取得了一定进展，但在检测精度、实验条件、数据分析及应用广度等方面仍面临诸多挑战。因此亟需一种新的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，该方法优化了换能器设计，增大了模式选择的灵活性，精确控制了混频区域，双向接收特定模式导波，并减少其他模式导波的影响，
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，包括以下步骤：
3、s1、检测准备；
4、制作有损伤缺陷的铝合金板，以ram-5000 snap非线性超声测试系统为主体搭建检测平台；
5、s2、选择基频波；
6、使用软件绘制铝合金板的lamb波频散曲线，根据频散曲线获取基频波的相速度和群速度；根据选取的基频波计算出混频区域所在位置；
7、s3、选择换能器；
8、换能器包括激发换能器和接收换能器，其中激发换能器采用斜劈换能器，接收换能器采用压电晶片梳状换能器；
9、s4、信号激发与接收；
10、选用无损伤缺陷的铝合金板进行检测，先进行单独激发检测，再进行共同激发检测，记录无损伤缺陷的铝合金板激发检测数据；
11、s5、低速冲击损伤检测；
12、选用s1中的有损伤缺陷的铝合金板，在有损伤缺陷的铝合金板上设置至少1个采样点，对采样点重复s4中单独激发检测和共同激发检测，并记录采样点的激发检测数据；
13、s6、数据分析与获得结论；
14、将s4中无损伤缺陷的铝合金板激发检测数据与s5中采样点的激发检测数据进行对比，若发现特定频率下的幅值显著增大，则表明铝合金板在该采样点的位置存在低速冲击损伤。
15、优选的，s2中，通过调整激发时间差，控制基频波在指定位置产生混频效应。
16、优选的，s2中，通过非零能量流准则和相速度匹配筛选出基频波。
17、优选的，s2中，选取的两个基频波的频率分别为1.1mhz s0模式和2.78mhz a1模式。
18、优选的，s3中，使用直尺控制斜劈换能器和压电晶片梳状换能器处于一条直线上并且保持固定的相隔距离。
19、优选的，s3中，压电晶片梳状换能器包括梳状楔块，所述梳状楔块的指条长度相同，所述梳状楔块的周期节长与特定模式lamb波的波长相等。
20、优选的，s3中，依据2.78mhz a1模式与1.1mhz s0模式的差频，压电晶片梳状换能器选择1.7mhz a0模式作为接收模式。
21、因此，本专利技术采用上述一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，与现有技术相比，本专利技术具有以下显著的有益效果：
22、（1）本专利技术通过优化换能器设计，增大了模式的选择范围，为选择特定应用场景的波模式提供了更大的灵活性；
23、（2）本专利技术可以精确控制混频区域的位置，从而实现对局部损伤的准确定位；
24、（3）本专利技术所用的压电晶片梳状换能器能够有效地接收到特定模式的超声导波，同时减少其他模式导波的影响；
25、（4）本专利技术不仅能够覆盖较大的检测区域，还能同时识别多个缺陷，提高了检测效率并减少了遗漏的可能性；
26、（5）本专利技术采用的换能器设计能够同时接收到来自两个相反方向的导波，同时减少其他模式导波的影响；
27、（6）本专利技术采用改进后的换能器设计，构建了一个相对简单的实验平台，降低了设备复杂度和成本。
28、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，S2中，通过调整激发时间差，控制基频波在指定位置产生混频效应。
3.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，S2中，通过非零能量流准则和相速度匹配筛选出基频波。
4.根据权利要求3所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，S2中，选取的两个基频波的频率分别为1.1MHz S0模式和2.78MHz A1模式。
5.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，S3中，使用直尺控制斜劈换能器和压电晶片梳状换能器处于一条直线上并且保持固定的相隔距离。
6.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，S3中，压电晶片梳状换能器包括梳状楔块，所述梳状楔块的指条长度相同，所述梳状楔块的周期节长与特定模式Lamb波的波
7.根据权利要求4所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，S3中，依据2.78MHz A1模式与1.1MHz S0模式的差频，压电晶片梳状换能器选择1.7MHz A0模式作为接收模式。
...【技术特征摘要】
1.一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，s2中，通过调整激发时间差，控制基频波在指定位置产生混频效应。
3.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，s2中，通过非零能量流准则和相速度匹配筛选出基频波。
4.根据权利要求3所述的一种基于非线性超声导波的固体板低速冲击损伤检测方法，其特征在于，s2中，选取的两个基频波的频率分别为1.1mhz s0模式和2.78mhz a1模式。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱颖，王杰，施宏杰，陆铭慧，彭先科，荣卫，刘勋丰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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