基于Lamb波的裂纹损伤检测方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

一、背景及意义

随着材料和工业技术的迅速发展，在航空航天工业、船舶工业、汽车工业等领域，比强度和比刚度优异且轻量化的铝合金、cfrp复合材料等薄板件被广泛投入使用。但由于板件在制造加工中往往不可避免的会产生一些制造缺陷，如分层、裂纹、缝隙等，当板件位于复杂环境并长期处于外部加载中时，这些缺陷可能会继续扩展导致疲劳损坏，埋下安全隐患，需要通过非破坏性检测对其进行定期安全检查与结构稳定性评估。因此无损检测在航空、航天、机械制造、汽车等大型工业中得到了广泛应用。在无损检测中，由于超声波检测厚度大、检测灵敏度高、成本低、速度快、对人体无害等一系列优点，在工业无损检测中得到了广泛的应用。

超声波在介质传播的过程中，遇到缺陷会发生透射、折射和反射等变化，根据信号的变化就可以确定缺陷的存在、位置、大小等。在超声波检测中，一般使用的是横波（切变波）和纵波（压缩波）检测，但是对于板状结构，尤其是是当检测薄板的厚度在6mm以下时，横波与纵波检测变得十分困难。当超声波入射到薄板中，由于受到自由板界面的约束，产生了一种新的超声波形式：兰姆波（lamb波）。

2. 研究内容和问题

主要研究内容：

（1）查阅资料，进行总体技术研究方案的设计；

（2）lamb波信号处理方法研究；

3. 设计方案和技术路线

研究方法：

查阅相关资料进行整体方案设计，根据结构损伤前后lamb信号的变化规律选择合适的信号处理方法，并利用labview开发软件设计开发相关的信号处理程序，并提取相关的损伤因子，实现结构是否发生损伤以及损伤程度的辨识。

技术路线：

4. 研究的条件和基础

要求学生具备如下专业素质：

1、了解压电传感器相关知识；

2、了解lamb波相关知识；