粘接界面疲劳载荷作用下性能退化的非线性超声实验研究

• 作 者: 黄蓬
• 出 处: 北京交通大学
• 发表日期: 2013年01期
• 关键词: 超声无损检测 超声非线性系数 粘接界面 疲劳损伤

由于粘接界面在疲劳荷载后的非线性特性,透过粘接界面的超声波在传播过程中会产生二次及高次谐波,即产生超声非线性现象。该非线性可用非线性系数来表征,通过实验手段测量非线性系数可以得到疲劳载荷作用下粘接界面的损伤累积程度,从而探测粘接界面的力学性能退化情况。本文通过对AZ31镁合金粘接试件在拉伸疲劳荷载作用下的超声非线性特性研究,从试验方面建立了粘接界面力学性能退化与超声非线性系数之间的关系。在对AZ31镁合金粘接试件进行不同程度的疲劳加载后,利用本文搭建的非线性超声测试系统激发和接收超声纵波；对接收得到的超声纵波信号进行快速傅立叶变换(FFT),得到的接收信号的基频和倍频幅值；根据基于基频和倍频幅值的相对非线性系数,建立起相对非线性系数与疲劳加载周数之间的关系；对不同激发信号频率和不同疲劳加载幅值的非线性超声测试结构进行了比较。本文的试验研究结果表明：1.随着疲劳加载周数的增加,通过非线性超声测试得到的粘接面非线性系数均逐渐增大。特别是在疲劳初期,非线性系数随着疲劳加载周数的增加增长趋势较快,随着疲劳加载周数的增加,非线性系数的增长趋势放缓；2.在非线性超声测试中,当激发信号的频率相差不大时,不同的激发频率对测试结果的影响不大,即不同频率下的非线性系数随着疲劳寿命加载周数的变化趋势基本一致；3.对粘接试件进行不同加载幅值的疲劳加载,当疲劳循环周数相同时,疲劳加载幅值较大时对应的非线性系数较大,表明相应的损伤程度亦较大。