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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2019-02-21 15:46
隨著薄板工件的廣泛應(yīng)用，薄板裂紋的檢測(cè)問題變得尤其重要。
超聲lamb波具有傳播距離遠(yuǎn)、衰減小等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于薄板結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)。但lamb波具有頻散特性，不能用在某些傳統(tǒng)超聲成像方法中。
逆時(shí)偏移方法借鑒于地球物理學(xué)，目前已應(yīng)用于超聲檢測(cè)各個(gè)領(lǐng)域。前人采用可消除頻散影響的導(dǎo)波法對(duì)薄板裂紋成像進(jìn)行了數(shù)值模擬，但效果較差，且實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果不一致。
針對(duì)薄板裂紋的檢測(cè)與成像問題，中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所汪承灝團(tuán)隊(duì)利用時(shí)間反轉(zhuǎn)原理（Reverse-time-migration, RTM），對(duì)lamb波頻散進(jìn)行補(bǔ)償，提出了一種改進(jìn)的逆時(shí)偏移方法，并用激光測(cè)振儀高保真地記錄了發(fā)射和接收波形，從而得到準(zhǔn)確清晰的裂紋圖像。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《AIP advances》。
該方法的關(guān)鍵是基于RTM互相關(guān)成像原理，在接收陣元處將擴(kuò)展的lamb波時(shí)間反轉(zhuǎn)為后向波，而擴(kuò)展后向波也由于lamb波的色散而重新被壓縮。當(dāng)?shù)竭_(dá)板上的某一點(diǎn)時(shí)，后向波再次被時(shí)間反轉(zhuǎn)，然后與發(fā)射陣元發(fā)出的前向波進(jìn)行卷積。通過疊加發(fā)射和接收陣元中大量發(fā)射-接收對(duì)的互相關(guān)的結(jié)果獲得準(zhǔn)確的裂紋圖像。
目前實(shí)驗(yàn)僅針對(duì)平直裂紋，推斷對(duì)于其他形狀的缺陷（如傾斜裂縫、彎曲裂縫等）也可以得到相應(yīng)的圖像，這有待開展更深入的工作。
圖1 橫向裂紋的位置和發(fā)射-接收換能器位置
圖2 改進(jìn)的RTM方法得到的水平裂紋圖像
來源：中科院
