超声兰姆波二次谐波发生效应的理论、实验及应用研究进展

• 作者: 李卫彬 项延训 邓明晰
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 兰姆波 二次谐波 相速度匹配 群速度 无损评价
• 年，卷（期）: 2022,（7）
• 所属期刊栏目: 非线性超声检测方法专题
• 页码范围: 583-596
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2021-0723

摘要

材料退化或微损伤的早期无损检测和评价可以保障关键结构的安全服役.因此,开展缺陷演化的早期评价,甚至缺陷产生前的早期检测是非常重要的.通常,线性超声检测方法对材料微观缺陷不敏感.非线性超声技术被广泛认为可以表征材料微观结构变化.二次谐波发生效应作为超声传播过程中的一种典型非线性声学效应,可以用来评价材料的性能退化程度和检测早期的微缺陷.此外,超声兰姆波被广泛应用于大型工业结构的健康监测及材料的无损检测和评价.基于超声兰姆波的无损检测方法能够检测出结构不可达或隐蔽区域,并具有低成本、高效率的优势.兰姆波二次谐波结合了兰姆波的优点和二次谐波对微损伤的高敏感特性,近年来受到越来越多的关注和研究.然而,由于兰姆波的频散和多模式特性,一般认为兰姆波传播过程中不存在强烈的非线性效应,实验上也很难对兰姆波二次谐波进行观察与测量.近年来,虽然兰姆波二次谐波的理论和实验研究取得了重要的进展,但该领域仍存在一系列科学和技术难题.本文系统梳理了超声兰姆波二次谐波发生效应的理论研究历程,综述了兰姆波二次谐波的实验研究进展以及在不同类型损伤评价中的应用,讨论了超声兰姆波二次谐波近年来研究中出现的争议问题,最后展望了兰姆波二次谐波的未来研究重点及发展趋势.