激光超聲信號(hào)的處理與研究.pdf

1、激光超聲Lamb波檢測技術(shù)結(jié)合了激光超聲檢測以及Lamb波檢測的優(yōu)點(diǎn)。具有，非接觸、帶寬、高效、快捷、使用面廣等優(yōu)點(diǎn)。但是由于激光與材料相互作用的復(fù)雜性以及Lamb波自身的一些特性，使接收到的檢測信號(hào)難于分析?；诖耍疚膹臄?shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面，使用不同的信號(hào)處理方法，對(duì)激光激發(fā)的Lamb波信號(hào)進(jìn)行了處理與研究。
　　本文主要的研究內(nèi)容如下：
　?。?）根據(jù)Lamb波頻散方程，通過軟件編程，繪制了Lamb波在薄鋁板中的相速

2、度、群速度頻散曲線以及壓電探頭入射角—頻散曲線。
　?。?）介紹了應(yīng)用比較多的兩種時(shí)頻分析方法：短時(shí)傅立葉變換（STFT）、希爾伯特—黃變換（HHT）。然后，通過編寫MatLab程序，實(shí)現(xiàn)了這兩種變換。
　?。?）利用有限元法(FEM)對(duì)各向同性的薄鋁板材料中點(diǎn)狀脈沖激光激發(fā)的超聲波進(jìn)行數(shù)值模擬。得到材料內(nèi)部的瞬態(tài)溫度場以及由溫度梯度引起的瞬態(tài)應(yīng)力場，該應(yīng)力場以超聲Lamb波的形式在鋁板材料中傳播。然后，利用STFT時(shí)頻分析

3、技術(shù)對(duì)Lamb波信號(hào)進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)狀脈沖激光在1mm厚的薄鋁板中可激發(fā)產(chǎn)生寬頻、多模式的Lamb波，但低階模態(tài)A0、A1、S0和S1占有主要能量。
　　（4）利用激光激發(fā)超聲波實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在薄鋁板中，實(shí)現(xiàn)了激光激發(fā)Lamb波。利用STFT及HHT對(duì)不同型號(hào)的壓電探頭接收到的Lamb波信號(hào)進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)：HHT比STFT具有更高的時(shí)頻分辨率；壓電探頭接收到的激光激發(fā)Lamb波主要是A0、S0和A1等低階模式的Lamb波；不同型號(hào)