Page 66 - 《应用声学》2021年第6期

862 2021 年 11 月

᭤ጳভԠ᧚/dB ᭤ጳভԠ᧚/dB ᭤ጳভԠ᧚/dB
18 0 18 0 18 0
20 20 20
-1 -1 -1
22 22 22
24 -2 24 -2 24 -2
ງए/mm 26 -3 ງए/mm 26 -3 ງए/mm 26 -3
28
28
28
30 30 30
-4 -4 -4
32 32 32
34 -5 34 -5 34 -5
36 36 36
-6 -6 -6
-4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4
ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm
(a) ௄ҫᣒតನੇϸڏ (b) దҫᣒតನੇϸڏ (c) దҫᣒតನ2ੇϸڏ
图 8 非线性超声相控阵成像结果
Fig. 8 Imaging results of nonlinear ultrasonic phased array

᭤ጳভԠ᧚/dB ᭤ጳভԠ᧚/dB ᭤ጳভԠ᧚/dB ᭤ጳভԠ᧚/dB ᭤ጳভԠ᧚/dB
18 0 0 0 0 0
20
-1 -1 -1 -1 -1
22
24 -2 -2 -2 -2 -2
ງए/mm 26 -3 -3 -3 -3 -3
28
30
-4 -4 -4 -4 -4
32
34 -5 -5 -5 -5 -5
36
-6 -6 -6 -6 -6
-4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4
ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm ഷՔͯረ/mm
(a) 0.8 ms (b) 0.9 ms (c) 1.0 ms (d) 1.1 ms (e) 1.2 ms

图 9 不同延迟时间的非线性超声相控阵成像结果
Fig. 9 Imaging results of nonlinear ultrasonic phased array (the delay was 0.8 · · · 1.2 ms)

进一步探究延迟时间对疲劳裂纹长度表征的 长度相对裂纹表面长度精度最大提升了 21.8%。当
影响。在固定时间窗宽T = 80 µs下，延迟时间t r 变 时延为 0.88 ∼ 1.1 ms时，表征的裂纹长度相较裂纹
化范围为 0.8 ∼ 1.2 ms，步长取 0.02 ms。不同延迟 表面长度精度提升；在此范围以外，误差较大。
时间下非线性超声相控阵成像方法多次测量表征
5.5
的裂纹长度和其均值的相对精度分别如图 10、图11
所示。 5.0
从图 10 可以看出，随着延迟时间的增加，非线
性超声相控阵成像方法表征的裂纹长度先增加后 ᛫ढ़ᄊᜈጯ᫂ए/mm 4.5
减少。当延迟时间为0.94 ms时，表征的裂纹长度达
到最大值 5.3 mm。当延迟时间为 0.88 ∼ 1.1 ms 时， 4.0 ᛫ढ़ᄊᜈጯ᫂ए
ᜈጯ᛫᭧᫂ए˞
表征的裂纹长度大于裂纹表面长度，在此范围以外， 4.35 mmܫ
3.5
结果相反。说明在 0.88 ∼ 1.1 ms 范围内，非线性超 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
声相控阵成像方法可以较准确地检测疲劳裂纹的 णᤍ௑ᫎ/ms
闭合部分。图11和图10结果一致：相对精度先上升
图 10 不同延迟时间下表征的裂纹长度
后下降。当延迟时间为0.94 ms 时，相对精度达到峰 Fig. 10 Crack length characterized by different
值。此时，非线性超声相控阵成像方法表征的裂纹 delay time