[发明专利]裂纹检测方法及装置、计算设备和计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种裂纹检测方法，其特征在于，包括：

接收步骤，用于：利用第一超声波换能器接收超声波信号，所述超声波信号是从第二超声波换能器发射并在被测零件外表面传播的超声波信号；

第一处理步骤，用于：对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值；

第二处理步骤，用于：根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数；

第三处理步骤，用于：根据所述被测零件的相对非线性系数，以及所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，得到所述被测零件外表面的裂纹尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将外表面预先刻制有预设尺寸裂纹的被测试样作为所述被测零件，执行所述接收步骤、所述第一处理步骤和所述第二处理步骤，得到所述被测试样的相对非线性系数；

建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系；

在所述被测零件的材料与所述被测试样的材料相同的情况下，将所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值，包括：

利用所述第一超声波换能器将所述超声波信号转化成第一电信号；

利用信号选择器对所述第一电信号的时域波形进行截取，得到预设脉冲宽度的第二电信号；

对所述第二电信号按照预设扫描模式进行处理，得到频域波形；

根据所述频域波形，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数，包括：

基于一维非线性超声波动方程，利用微扰近似理论得到超声响应解析解；

根据所述超声响应解析解，建立所述二次谐波幅值、所述基波幅值和所述相对非线性系数之间的关系表达式；

根据所述基波幅值、所述二次谐波幅值和所述关系表达式，得到所述被测零件的相对非线性系数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系的过程中，确定检测参数，所述检测参数包括激发频率、脉冲周期数、输出电压级别、增益级别和门控宽度中的至少一种；

基于所述检测参数，对所述被测零件进行裂纹检测。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器内嵌于楔块的上表面，所述楔块的下表面与所述被测零件的外表面贴合。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述被测零件包括轴类零件，所述方法还包括：

在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为轴向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；

在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为周向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；

其中，所述第一临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射纵波的折射角的角度等于90°的入射角，所述第二临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射横波的折射角的角度等于90°的入射角，所述交界面为所述楔块与所述被测零件的交界面。