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铝合金薄板疲劳裂纹的非线性声学特性
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:O346.2[理学—固体力学;理学—力学] TB52[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,哈尔滨150040, [2]哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔滨150040, [3]中国民航大学航空自动化学院,天津300300
  • 相关基金:国家自然科学基金(60772104); 黑龙江省留学归国人员基金(LC07C01)资助项目
中文摘要:

在没有任何损伤的铝合金薄板中,主要表现为原子间的非线性,以至于非线性声学特征不明显并很难测量;然而当铝合金薄板中出现疲劳损伤时,将产生明显的非线性声学特征,这对于识别铝合金薄板中的疲劳损伤十分有利。推导超声波在含有疲劳裂纹的固体金属中传播时非线性声学特征方程。利用非接触激光测振仪、任意波形发生器、数字示波器和计算机等组建铝合金薄板疲劳裂纹试验系统,并以含有疲劳裂纹的2024铝合金薄板为研究对象,利用该系统,在单频超声波即中心频率为270kHz激励下,对超声波在2024铝合金薄板中传播的非线性声学特性进行试验研究。结果表明,高次谐波可作为表征疲劳裂纹或缺陷的特征量。根据不同点的扫描结果,获得时域峰值幅度和频率幅度与扫描位置之间的关系,由此可大致确定疲劳裂纹的位置。

英文摘要:

Intact aluminum alloy sheet mainly presents as interatomic nonlinearity,so the nonlinear acoustic characteristics are unobvious and difficult to measure.However,when the same aluminum alloy sheet is damaged,its nonlinear acoustic characteristics are obvious,which is favorable for identifying fatigue crack in aluminum alloy sheet.The equation of nonlinear acoustic characteristics is derived when ultrasonic wave transmits in solid metal with fatigue cracks.A fatigue crack test system composed of piezoelectric transducer,non-contact laser vibration meter,arbitrary wave generator,digital oscillograph and computer is constructed.When the sheet is excited by a single frequency ultrasonic wave(center frequency 270 kHz),the nonlinear acoustics characteristics of ultrasonic wave transmitting in 2024 aluminum alloy sheet with fatigue crack is studied by using this system.The experimental results show that the high harmonics can be taken as the characteristic parameters to characterize the fatigue cracks or defects.Based on the scanning results at different points,the relationship between time domain peak magnitude,frequency magnitude and scanning position is obtained,thereby the positions of fatigue cracks can be approximately determined.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603