仪器仪表学报

作者：黄尹，王旗，许才彬，邓明晰

单位：黄尹,重庆大学航空航天学院重庆400044,,王旗,重庆大学航空航天学院重庆400044,,许才彬,重庆大学航空航天学院重庆400044,caibinxu0839@cqu.edu.cn,邓明晰,重庆大学航空航天学院重庆400044,

关键词：Lamb波;缺陷成像;变厚度;全聚焦;波形相关因子

基金：国家自然科学基金（12374430, 12134002）项目资助

变厚度板因其轻量化等结构优势在航空航天、核能工程等重要领域具有广泛应用，其缺陷检测对保障服役安全具有重要意义。然而，变厚度板的几何非均匀性会显著影响其中Lamb波的传播特性，导致Lamb波传播行为复杂、频散效应加剧，并使得常规适用于等厚度波导结构的Lamb波缺陷成像方法失效。针对变厚度板缺陷检测问题，提出一种基于波形相关因子加权的Lamb波全聚焦成像方法，用于变厚度板中缺陷的定位成像。该方法首先构建了Lamb波在变厚度板中传播的理论模型，将厚度渐变波导等效为一系列局部均匀的等厚度短波导的组合。其次，利用基于传播路径的虚拟反向传播技术对缺陷散射波包进行频散补偿，修正波形畸变。在此基础上，计算频散补偿后各通道信号的波形相关系数，作为权重因子与经典全聚焦方法的幅值叠加机制复合，构建基于权重因子的幅值成像指标。该成像指标通过波形相关因子加权抑制了非相关噪声对幅值叠加的贡献，提升了缺陷成像的信噪比。在线性变厚度铝合金板中的数值仿真结果表明，所提出的方法能实现缺陷的有效定位成像，且最大缺陷中心定位误差<4mm，成像背景噪声幅值显著低于传统全聚焦方法，实验结果进一步验证了该方法的有效性。本研究可为变厚度板中的缺陷检测与成像提供有益参考。

来源：2025年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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