[发明专利]一种金属合金结合面缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试测量技术及结构健康监测领域，尤其涉及一种金属合金结合面缺陷的检测方法。

背景技术

连结金属合金近年来发展迅速,应用范围越来越广。由于连结金属合金具有良好的性能和结构的可设计性,广泛应用于机械动力、交通运输、电力电子、军工以及仪器仪表工业等领域。伴随着连结金属合金行业的不断发展,构件的测试手段的不断改进。先进的无损检测方法能够在不损伤材料本身结构和特性的情况下对构件进行探伤检测，尤其是超声检测已经应用于连结金属合金领域。由于连结金属合金本身特性的限制,对超声检测相比对其他材料的超声检测，具有一定的技术难度。因此对连结金属合金的超声检测应用进行研究是极为重要的。

力学、声学和材料学领域的研究进展发现，结构内部疲劳损伤和疲劳裂纹引起的力学性能改变通过非线性声方法能够得到很好的反映，即使是非常小的损伤，也会导致结构出现明显的非线性。非线性声方法是利用声波在结构中传播时介质或损伤与其相互作用所表现出来的非线性特征进行材料性能评估或损伤识别，本质上反映的是材料缺陷或损伤对介质非线性的影响。利用频率分量及其幅值变化，可以检测和识别结构损伤。当单次谐波穿过材料，会出现高次谐波现象。当在多个不同单次谐波而形成波动中，非线性材料会出现有不同频率之间的调幅现象。这是和非线性超声高阶谐波类似的现象，非线性调幅现象是材料非线性的另一种表现形式，在频谱上表现为能量的重新分配。材料内产生的缺陷为微小缺陷时，非线性调幅现象尤其明显，因此非常有利于缺陷的检测。

专利号102621227A提供金属材料镀层损伤的非线性超声评价方法，涉及金属材料镀层损伤的测试，以确定镀层的损伤程度。选择一个镀层试件，采用非线性超声测试系统，测试得到初始相对非线性系数；对镀层试件进行五次加载，得到五个加载的应力；对五次加载的镀层试件进行非线性超声测试，得到五个相对非线性系数；将上述相对非线性系数除以初始相对非线性系数进行正则化，以正则化相对非线性系数为纵坐标，以应力为横坐标，将初始及五个正则化相对非线性系数值表示在坐标中，得到正则化相对非线性系数与应力间的关系曲线图。此专利提供获取金属镀层的相对非线性系数与应力关系，并不涉及金属合金之间结合面的应力关系。

专利号101806778A提供金属材料疲劳早期损伤非线性超声在线检测方法，根据被测试件的厚度确定激励信号参数并输入任意函数发生器生成单一音频信号；根据空载时的噪声信号幅值确定声发射仪门槛值；给被测试件进行疲劳加载,由声发射传感器连续实时检测声发射信号,放大后输入声发射仪,当声发射信号幅值超过声发射仪预设的门槛值,声发射仪判定振铃；如果声发射仪没有显示振铃或连续振铃次数没有超过经验值,则等时间间隔检测非线性超声信号；如果显示连续振铃次数超过了经验值,表明有疲劳裂纹。此专利提供了对金属疲劳的早期缺陷的非线性检测，并不涉及对金属合金界面的缺陷检测。

专利号102621227A提供金属粘接界面冲击疲劳损伤的非线性超声评价方法，测试方法为先测定材料粘接界面的初始非线性系数，然后对粘接结构进行冲击试验，每冲击一定次数测定一次非线性系数，直至粘接结构破坏。将非线性系数正则化，建立正则化非线性系数与相对疲劳寿命的曲线关系。从中可以看出，正则化非线性系数随着相对疲劳寿命的增加而增大。此方法建立粘接界面疲劳缺陷对应的非线性系数与疲劳寿命的关系来评价缺陷，并不涉及对粘接界面缺陷的直接检测。

专利号102175770A提供多裂纹的非线性超声定位方法，构造材料的不对称边界条件，利用不对称边界条件所引起的共振频率的不等间隔特性，分析高次谐波的大小进行裂纹定位以及裂纹大小的判断，使用接触检测技术,使被测试材料处于不对称的边界条件中，发射换能器激发的检测频率为被测材料的某一共振频率，利用材料内由于微裂纹而产生的高次谐波的谐波频率不能满足材料的共振频率但却要满足边界条件而导致材料内各条裂纹两端的振动幅度的差异来进行多条裂纹的定位。此专利提供了利用高次谐波对多微裂纹定位，并不涉及由于非线性调制谐波产生的非线性旁瓣分量的定位方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种金属结合面缺陷检测方法。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

A采用混频信号对金属合金结合面处缺陷双通道激励－单通道接收探测；

B通过高通滤波器去除混频信号中低频分量及通过带通滤波器获取混频信号中高频分量，并通过所述低频分量与高频分量获得非线性旁瓣分量；