基于波数分析的激光Lamb波缺陷检测试验研究

作     者：刘增华 冯雪健 陈洪磊 何存富 吴斌 LIU Zenghua;FENG Xuejian;CHEN Honglei;HE Cunfu;WU Bin

作者机构：北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 北京工业大学北京市精密测控与仪器工程技术研究中心北京100124 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第18期

页      面：23-32页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51475012 11272021) 

主　　题：激光Lamb波 连续小波变换 二维傅里叶变换 短空二维傅里叶变换 波数 

摘      要：Lamb波的频散和多模态特性,使得利用Lamb波信号的时域或频域特征实现缺陷的定量检测具有一定的困难。基于全光学型激光超声检测系统,采用波数分析方法对铝板中缺陷开展定量检测研究。脉冲激光在固定位置激励,连续激光一维线扫描接收,获得时间-空间波场信号,Lamb波信号的传播特征以及Lamb波与缺陷之间的作用规律被直观的展现。采用二维傅里叶变换将波场信号从时间-空间域转换到频率-波数域,信号中包含的各模态可很好的识别出来。为保留空间信息,借鉴短时傅里叶变换的思想,采用短空间二维傅里叶变换得到沿扫描路径上波数的分布,从中可直观看出缺陷的位置和尺寸。进一步根据波数和频厚积之间的关系,可计算得到缺陷处铝板的厚度。试验结果表明:该方法有效实现了缺陷位置、大小以及深度的评估。