Page 64 - 《应用声学》2021年第6期

860 2021 年 11 月

切割开口顶端对应的位置，红色标线模拟光镜观测 基准，根据 TFM 成像最大幅值下降 6 dB 测得裂纹
的疲劳裂纹的位置和大小。从图 4(a)、图 5(a) 直观 长度为 2.08 mm，小于光镜测得的试样裂纹表面长
来看无加载试样和有加载试样 TFM 成像结果几乎 度。显然，TFM 只能检测到线切割开口和疲劳裂纹
无差别：TFM成像结果中除了可以观察到圆孔上下 的张开部分，低估了疲劳裂纹的闭合部分，这表明
表面和试样底面的位置外，仅能观察到线切割开口 TFM对张开裂纹检测效果较好，但对疲劳裂纹闭合
的顶端。从局部放大图 4(b)、图 5(b) 可以得出：对 部分不敏感。以光镜测得的试样裂纹表面长度为基
于无加载试样，TFM 成像反映出线切割开口；对于 准，采用 TFM 对疲劳裂纹闭合部分成像的误差高
有加载试样的疲劳裂纹部分，以线切割开口顶端为 达52.2%。

૝ࣨ/T10 6 ᭤ጳভԠ᧚/dB
9 18 0
10 8 20
-1
7 22
20
24
6 26 -2
30
ງए/mm 40 5 4 ງए/mm 28 -3
50 3 30 -4
32
60 2 34
-5
1 36
70
38 -6
-30 -20 -10 0 10 20 30 -5 0 5
ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm
(a) TFMੇϸڏ (b) TFMࡍᦊஊܸڏ

图 4 无加载试样 TFM 成像结果
Fig. 4 TFM imaging results of the unloaded specimen

૝ࣨ/T10 6 ᭤ጳভԠ᧚/dB
18 0
8
10 20
-1
7 22
20
6 24 -2
30
ງए/mm 40 5 4 ງए/mm 28 -3
26
50 3 30 -4
32
60 2 34
-5
1 36
70
38 -6
-30 -20 -10 0 10 20 30 -5 0 5
ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm
(a) TFMੇϸڏ (b) TFMࡍᦊஊܸڏ

图 5 有加载试样 TFM 成像结果
Fig. 5 TFM imaging results of the loaded specimen

3.2 非线性超声相控阵成像 成像结果。
采用提出的非线性超声相控阵成像方法分别 图 6、图 7 分别为有加载试样一聚焦点在延迟
对无加载和有加载试样进行检测。实验参数与 时间t r =1 ms、时间窗宽为T=80 µs 时，虚拟聚焦与
TFM成像过程保持一致，分别进行虚拟聚焦和物理 物理聚焦在扩散场的时域信号波形。从图中可以看
聚焦，获得检测数据，对获取的数据进行后处理得到 出，在该状况下声场已达到扩散状态。