文档介绍：模态声发射基本理论耿荣生沈功田* 刘时风** (北京航空工程技术研究中心, 北京 100076 ) * (国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心,北京 100013 ) ** (清华大学机械系,北京 100084 ) 摘要论述了薄板中 AE 信号波形分析技术的主要手段- 模态声发射技术的原理,介绍了这一技术在工程实践中的应用前景。关键词模态声发射( MAE ) 兰姆波波形分析信号处理 Studies on Modal A coustic E mission Theory Geng Rongsheng * Shen Gongtian **Liu Shifeng (Beijing Aeronautical Technology Research Centre, Beijing 100076) *(Centre of Boiler & Pressure Vessel Inspection and Research, Beijing 1000 13) **(Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract Descri ptions have been made of the basic theory of modal acoustic emission (M AE ) for thin plate and its application prospective for engineering. Keywords Modal Acoustic emission( M AE); Lamb Wave; Waveform Analysis; Signal processing 1前言兰姆( Lamb )波在超声检测中一直受到重视并得到广泛应用[1 , 2] ,但很长时期以来,它并未在 AE 领域获得应用。在超声检测中, 由于使用的频率较高( MH z 频率段), 板中可能存在模式较多, 人们可以根据缺陷的性质选择合适的模式以达到最佳检测效果。例如, 可通过改变工作频率、改变楔块角度即声波的入射角, 或通过改变叉指式换能器的间距来选择所需模式。选择合适的模式对提高检测可靠性和缺陷定量分析十分重要。例如, 在厚度为 2. 5mm 左右的钢板中,使用 S 0 模式,缺陷上反射波的幅度与缺陷(在深度方向的)大小成比例, 但使用 A 0 模式,虽然也能获得反射波,反射波的幅度对缺陷大小并不很敏感。显然,为获得更多缺陷信息, 应当使用 S 0 模式, 这可以通过采用 30 ?楔块、 800 kHz 工作频率加以实现[3]。对于从事AE 检测的人员来说,由于AE 是结构内缺陷动态变化过程产生的瞬态弹性波, 人们无法做出上述选择。因此,虽然认识到兰姆波理论的重要性,但直到 199 1 年,在美国学者 Gorman 发表了他的“板波声发射”论文后[4], 有关在声发射检测技术中使用 Lamb 波理论的问题才逐步引起人们的重视。板波声发射( PWAE ) 后来又称为模态声发射( MAE ), 它是利用兰姆波理论研究板中 AE 波的特点,从而将 AE 波形与特定的物理过程相联系。 2基本理论毫无疑问, 兰姆波的基本理论也适用于 AE 检测, 但问题在于如何用好