CN109283247A - 材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，包括：搭建一测量系统；制作多根参考试样，并对参考试样分别进行多次疲劳试验，在每次疲劳试验后均进行金相观察以得到参考试样的微裂纹长度，以及进行超声非线性Lamb波测量以计算得到参考试样的非线性参量β0；得到非线性参量‑疲劳寿命曲线，在该曲线上标注各点所对应的微裂纹尺寸；对所述待测试样进行非线性超声Lamb波测量，得到其非线性参量β0，在上述曲线中找到对应于该非线性参量β0的点，并找出该点所对应的微裂纹的长度。本发明通过微裂纹尺寸与非线性参量的关系，来判断微裂纹的长度并表征疲劳损伤，对在役设备不会造成破坏，能快速、低成本地在役材料的微裂纹状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料微裂纹长度的测量方法，具体涉及一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法。
背景技术
在诸如航空、航天及信息科学等众多领域广泛应用了平面层状固体结构。在服役的过程中，由于内部因素和外界环境的影响，会发生材料性能的退化。材料早期性能退化占疲劳寿命的绝大部分。在交变载荷、温度等因素的影响下，有微裂纹的萌生，有可能迅速扩展，发生突然断裂，对工程构件的安全运行造成严重隐患，因此发展材料早期微裂纹扩展的有效检测和评价手段就显得十分重要。
Lamb波因其灵活的激发和检测方式，且能与板材缺陷产生较强的相互作用，携带有大量的检测所需信息，作为板材的一种有效检测手段已被广泛采用。材料早期性能退化通常伴随着内部微观结构的演化，非线性超声能够克服线性超声的不足、有效表征材料内部微观结构的变化，有望成为一种有效的材料早期损伤检测手段。
利用Lamb波的非线性效应对板材进行检测，可望能够对板材的早期微裂纹损伤进行检测。国内外学者在板状结构的非线性Lamb波机理和无损检测方面做出来很多卓有成效的研究和工作。解放军后勤工程学院邓明晰教授在《平面固体结构中兰姆波二次谐波的发生与传播研究》中，在理论上他首次给出了Lamb波积累二次谐波声场的解析解，并通过实验证明了Lamb波的强烈非线性效应。Deng和Pruell C等分别在《Analysis of second-harmonic generation of Lamb waves propagating in layered planar structureswith imperfect interfaces》、《Evaluation of fatigue damage using nonlinearguided wave s.Smart Materials and Structures》中研究了非线性Lamb波的二次谐波的积累效应对板中的疲劳损伤检测的可行性进行分析。Pruell C等在《Evaluation ofplasticity driven material damage using Lamb waves Applied Physics Letters》中通过非线性Lamb波对板中疲劳损伤进行分析。邓明晰在《无损评价固体板材疲劳损伤的非线性超声兰姆波方法》通过提出应力波因子的概念，对航空铝合金的周期性载荷作用的疲劳损伤进行了研究，超声 Lamb波二次谐波的应力波因子随循环次数的变化非常明显并表现出明显的单调对应关系。
但是这些已有的文献都关注于对材料损伤的表征和评价，关于非线性超声信号对微裂纹的扩展研究较少，所涉及到的文献中微裂纹尺寸也大都处于肉眼可见范围，目前尚不存在利用非线性超声Lamb波来定量检测评估微裂纹尺寸的研究。
发明内容
本发明的目的在于提出一种微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，以实时检测在役材料微裂纹的扩展情况及尺寸。
对于闭合微裂纹、分层等接触类结构损伤，超声波遇到这类损伤会发生一些非线性现象，比如高阶谐波滋生、次谐波滋生、声共振频率漂移和混频声场调制，这些现象用传统的线性超声理论无法解释，于是基于接触非线性的超声理论就逐渐发展起来了。在少量的关于Lamb波的研究中都使用呼吸裂纹模型来解释高阶谐波滋生现象。因此，可以通过测量超声非线性Lamb 波通过试样后滋生的二次谐波来检测材料微裂纹的扩展尺寸。
为了实现上述目的，本发明基于上述原理提供了以下技术方案：
本发明提供一种微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，用于测量一待测试样，包括：S1：选择合适的激发模式、激发频率和激发角度来搭建一非线性超声Lamb波测量系统，该测量系统包括彼此电连接的线性超声激发系统和激励探头，以及彼此电连接的接收探头和示波器，激励探头和接收探头的端部设有楔块；S2：制作多根具有预制孔、且材质与厚度与所述待测试样相同的参考试样；S3：对所述多根参考试样分别进行多次疲劳试验，在每次疲劳试验后均进行金相观察以得到参考试样的微裂纹长度，以及进行超声非线性Lamb波测量以计算得到参考试样的非线性参量β0；S4：根据不同疲劳循环周次下参考试样的非线性参量β0得到非线性参量-疲劳寿命曲线，随后在非线性参量-疲劳寿命曲线上标注各点所对应的微裂纹尺寸；S5：对所述待测试样进行非线性超声Lamb波测量，得到该待测试样的非线性参量β0，在 S4所述的非线性参量-疲劳寿命曲线中找到对应于该非线性参量β0的点，并找出该点所对应的微裂纹的长度；其中，所述参考试样或待测试样的非线性参量β0是通过示波器采集信号，并将所述信号通过短时傅里叶变换或者快速傅里叶变换得到基频幅值和二次谐波幅值，再根据公式计算得到的。
所述步骤S1包括：S11：提供一材质和厚度与待测试样相同的板状材料，通过该板状材料的厚度、横波速度和纵波速度采用软件计算得到该材料的频散曲线；S12：在板状材料的频散曲线上找到相速度相等而频率呈两倍关系的点，选择基频的频率作为激发频率估计值，根据激发频率对应的相速度通过snell定理计算激发角度θ；S13：将非线性超声激发系统和激励探头彼此电连接，将接收探头和示波器彼此电连接；随后在激励探头和接收探头的端部分别设置楔块和耦合剂，并将激励探头和接收探头安装到所述板状材料的表面；所述楔块设置为使得激励探头和接收探头以步骤S12所述的激发角度与板状材料的表面接触；S14：将线性超声激发系统的激发频率在激发频率估计值附近调节，进行模式激发模式频率选择实验，筛选得到具有积累效应的激发频率，得到非线性超声Lamb波测量系统。
所述板状材料的材质为Al7075铝合金，厚度为2mm；所述测非线性超声Lamb波量系统的激发频率为2MHz，激励探头为中心频率为2.25MHz 的窄带商业探头，接收探头为中心频率为5MHz的宽带商业探头，且激励探头和接收探头所对应的楔块角度为24.5°。
所述S2中的预制孔是通过采用激光打孔得到的未穿透圆孔。
所述对参考试样或待测试样进行非线性超声Lamb波测量包括：首先将激励探头放在参考试样的预制孔左端30mm处，接收探头放在该参考试样的预制孔右端30mm处；再启动非线性超声激发系统。
所述对参考试样进行金相观察是通过在光学显微镜下观察预制孔附近表面情况，观察附近有无微裂纹的萌生扩展，并保存图片来进行的。
所述S3包括：S31：对其中一根参考试样进行金相观察以得到其微裂纹长度，同时对其进行非线性超声Lamb波测量以计算得到其非线性参量β0； S32：采用疲劳试验机通过应力控制模式对所述参考试样进行拉拉疲劳的中断试验，在不同疲劳循环周次下分别取下参考试样进行金相观察和非线性超声Lamb波测量，以计算得到该参考试样在不同疲劳循环周次下的微裂纹长度和非线性参量β0；S33：选择其他参考试样重复上述S31-S32，直至所有参考试样测量完成。
所述拉拉疲劳的中断试验的加载波形为正弦波，其最大应力低于参考试样(31)的屈服应力。
所述S4包括：S41：将在每个疲劳循环周次下多根参考试样31所对应的多个非线性参量β0取平均值；S42：根据不同疲劳循环周次下参考试样31 的非线性参量β0的平均值，得到非线性参量-疲劳寿命曲线，在非线性参量- 疲劳寿命曲线上标出拐点位置，根据金相观察结果得到该拐点位置处的微裂纹的长度并在非线性参量-疲劳寿命曲线上标注各个疲劳循环周次所对应的微裂纹长度。
本发明的非线性超声Lamb波检测方法在进行检测前先通过Lamb波非线性超声测量与光学显微镜观察测量相结合，得到微裂纹尺寸与非线性参量的关系，随后本发明可以通过非线性超声Lamb波测量出在役设备的非线性参数，通过微裂纹尺寸与非线性参量的关系实现材料微裂纹长度的判断并同时表征疲劳损伤，这种非线性超声Lamb波测量检测速度快，对在役设备不会造成破坏，检测成本低，且检测覆盖金属构件的表面及内部；检测准确度高，误差能够满足工程要求。此外，本发明尤其适合跟踪板状结构材料早期、中期疲劳损伤导致的微裂纹尺寸的扩展情况，可以通过非线性参量随疲劳循环周次变化的单峰曲线的拐点对板中微裂纹的尺寸进行准确检测及评估，在在役设备的材料时达到拐点时及时替换进行替换，避免裂纹长度达到一定长度后突然快速扩展造成断裂对在役设备的安全造成严重影响。本发明能够对微裂纹进行尺寸的判断。
附图说明
图1是板状试样非线性超声Lamb波方法检测微裂纹尺寸流程图
图2是根据本发明的一个实施例的材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测系统的系统框图；
图3是微裂纹扩展图，其中图3(a)、(b)、(c)、(d)分别示出了150K、180K、 230K、250K疲劳循环周次下的微裂纹扩展情况；
图4是非线性参量-疲劳寿命曲线图；
具体实施方法
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
如图1所示，本发明提供了一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，该超声无损检测方法采用如图2所示的非线性超声Lamb波测量系统，且该方法用于测量一待测试样32，具体包括如下步骤：
S1：搭建一非线性超声Lamb波测量系统，该测量系统包括彼此电连接的线性超声激发系统1和激励探头2，以及彼此电连接的接收探头4和示波器5，激励探头2和接收探头4的端部设有楔块。该步骤S1具体包括：
S11：提供一金属材质和厚度与待测试样32相同的板状材料，通过该板状材料的厚度、横波速度和纵波速度采用disperse软件计算得到该材料的频散曲线。在本实施例中，该板状材料的材质为Al7075铝合金，且厚度为 2mm。
S12：通过板状材料的频散曲线选出激发模式，得到大致激发频率范围，计算得到激发角度，具体是，在板状材料的频散曲线上找到相速度相等而频率呈两倍关系的点，选择基频的频率作为激发频率估计值，根据激发频率对应的相速度通过snell定理计算激发角度θ。激发角度θ通过以下公式计算：
sinθ＝V楔块/V材料相速度，
其中，V材料相速度为频散曲线中得到的相速度，V楔块为楔块的纵波速度，可以计算θ激发角度。
S13：如图2所示，将非线性超声激发系统1和激励探头2通过连接线彼此电连接，将接收探头4和示波器5彼此电连接；随后在激励探头2和接收探头4的端部分别设置楔块和耦合剂，并将激励探头2和接收探头4安装到所述板状材料的表面，用于与所述板状材料的表面接触，其中楔块设置为使得激励探头2和接收探头4以步骤S12所述的激发角度与板状材料的表面接触。这样安装保证从信号的激发到在板中的传播到最后信号的获取整个过程的完整性。
S14：将线性超声激发系统1的激发频率在激发频率估计值附近调节，进行模式激发模式频率选择实验，筛选得到具有积累效应的激发频率，得到非线性超声Lamb波测量系统。
其中，模式激发模式频率选择实验将线性超声激发系统1的激发频率在激发频率估计值附近调节，采用将测量系统的激励探头2与所述板状材料接触，并使其接收探头4沿板状材料的表面移动，保持激励探头2不动，移动接收探头4，如果随着测量距离的增加，测得的非线性参量的值需要随着传播距离的增加而增加，这说明这个激发频率具有非线性的积累效应，如果随着传播的增加非线性参量值是波动变化的，则这个激发频率是不满足测量要求的，需要改变激发频率再次进行测量，筛选得到非线性参量随传播距离增加而增加(即满足积累效应)的激发频率。
在本实施例中，非线性超声Lamb波测量系统的激发频率为2MHz，激励探头2为中心频率为2.25MHz的窄带商业探头，接收探头4为中心频率为5MHz的宽带商业探头，因此激励探头2和接收探头4所对应的楔块角度为24.5°。
S2：制作多根具有预制孔、且材质与厚度与所述待测试样32相同的参考试样31，其中，所述预制孔是通过采用激光打孔得到的、直径为150μm 左右的未穿透圆孔，这使得微裂纹能够在预制孔附近萌生，有利于光镜观察。参考试样31的数量优选为3个。
S3：用金属疲劳试验机对所述多根参考试样31分别进行多次疲劳试验，并在每次疲劳试验后均进行金相观察以得到此时参考试样31的微裂纹长度，以及进行超声非线性Lamb波测量以计算得到此时参考试样31的非线性参量β0，
其中，所述对参考试样31进行金相观察是通过在光学显微镜下观察预制孔附近表面情况，观察附近有无微裂纹的萌生扩展，并保存图片来进行的，以便于后期对比。
所述S3具体包括：
S31：对其中一根参考试样31进行金相观察以得到其微裂纹长度，同时对其进行非线性超声Lamb波测量以计算得到其非线性参量β0；
所述对参考试样31进行非线性超声Lamb波测量具体包括：首先将激励探头2放在参考试样31的预制孔左端30mm，接收探头4放在该参考试样31的预制孔右端30mm处，两个探头之间间隔60mm；再启动非线性超声激发系统1，由此，非线性超声激发系统1的启动则使得信号通过数据线到达激发探头，Lamb波信号从激发探头4经楔块和耦合剂进入试样，与参考试样31相互作用，携带有大量待测信息，然后带有检测所需信息的信号通过楔块和耦合剂进入接收探头4，接收探头4通过压电效应把振动信号转换为电信号，再把信号传输到示波器5。
参考试样31的非线性参量β0是通过示波器5采集信号，并将所述信号通过短时傅里叶变换或者快速傅里叶变换(STFT或FFT)得到基频幅值A1和二次谐波幅值A2，再根据公式计算得到的。其中，参考试样31的非线性参量β0的计算公式如下：
β0＝A2/A1 2
该非线性参量β0可以作为非线性参量归一化处理的基准。
S32：在室温下采用疲劳试验机通过应力控制模式对所述参考试样31 进行拉拉疲劳的中断试验，在不同疲劳循环周次下分别取下参考试样31进行金相观察和非线性超声Lamb波测量，以计算得到该参考试样31在不同疲劳循环周次下的微裂纹长度和非线性参量β0。由此，可以预制不同尺寸微裂纹，在不同疲劳循环周次时取下参考试样31，对中断试验进行了一定周期疲劳循环的试样再次进行光学显微镜观测微裂纹的观测，保存相同位置照片，观察是否有微裂纹萌生和扩展。
其中，中断试验是指即一次加载至预定的周次，然后取下进行测量，再次加载，再取下进行测量直到最后试样断裂。中断试验可以消除不同试样间的材料非线性差异性，得到材料扩展不同尺寸微裂纹。在本实施例中，拉拉疲劳的中断试验的加载波形为正弦波，且其最大应力远低于参考试样31的屈服应力，以避免塑性变形导致的非线性参量变化。
所述不同疲劳循环周次的间隔优选为2000周次，直至最后的断裂，这样对其中一根参考试样31的多个不同疲劳循环周次的测量称为一组，由于每根参考试样31的寿命是不一样的，因此每根待测试样的测量总次数并不一定是一样的。每根参考试样31在同一疲劳循环周次的测量重复3次，以减小误差。此外，可设置标定试样，进行相同的非线性超声Lamb波测量，与第一次测量结果进行归一化处理，可以得出测量系统的误差，在非线性超声Lamb波测量系统误差较大的情况下可以用标定试样来进行系统的标定。
所述参考试样31的非线性参量β0的计算过程与上文步骤S31所述的计算过程完全一致。
S33：选择其他参考试样31重复上述S31-S32。通过多次重复上述实验，使得在每个疲劳循环周次的数据点均存在多次对不同参考试样31进行的非线性超声Lamb波测量。这样可以避免单根参考试样31的结果的偶然性。
S4：根据不同疲劳循环周次下的非线性参量β0得到非线性参量-疲劳寿命曲线，随后在非线性参量-疲劳寿命曲线上标注各点所对应的微裂纹尺寸。
S4具体包括：
S41：将在每个疲劳循环周次下多根参考试样31所对应的多个非线性参量β0取平均值，计算标准偏差，做出误差线，由于如上文所述，在每个疲劳循环周次的数据点均存在多次对参考试样31的测量，因此该误差计算可用于表明一下这个微裂纹长度下测量的3次实验的稳定性，表明这个测量并不是偶然性的。
S42：根据不同疲劳循环周次下参考试样31的非线性参量β0的平均值，得到非线性参量-疲劳寿命曲线，在非线性参量-疲劳寿命曲线上标出拐点位置，根据金相观察结果得到该拐点位置处的微裂纹的长度并在非线性参量- 疲劳寿命曲线上标注各个疲劳循环周次所对应的微裂纹长度。
S5：对所述待测试样32进行非线性超声Lamb波测量，得到该待测试样32的非线性参量β0，由于待测试样32和厚度及材质与待测试样32相同的参考试样31的每个非线性参量β0所对应的疲劳循环次数和微裂纹的尺寸是已知的，因此可以在S4所述的非线性参量-疲劳寿命曲线中找到对应于该非线性参量β0的点，并找出该点所对应的微裂纹的长度。
其中，所述待测试样32的非线性参量β0的计算过程与上文所述的参考试样31的非线性参量β0的计算过程完全一致。
实验结果
如图3(a)-图3(d)所示为参考试样31的金相观察结果，图中箭头表示裂纹的走向，随着微裂纹长度的增加，非线性参量归一化值β是呈现先增加后减小的，已有文献中的仿真结果显示非线性超声Lamb波实验中初期非线性参量随着微裂纹长度的增加而增加，后期裂纹宽度增加导致了后期非线性参量的减小。所以可以通过非线性超声Lamb波的方法能够对板中的微裂纹长度进行很好的检测。
多根相同材质的参考试样31的测量结果显示在拐点处微裂纹长度接近 300μm，没有例外，而且使用拐点信息判断使用方便，不需要考虑每个试样的特殊性，只需要根据非线性参量的实时测量结果对材料微裂纹尺寸信息进行大致判断。
如图4所示，根据时频分析方法确定激励信号并对产生的模态进行分析判断，通过声波在材料中的群速度计算得到产生的非线性的二次谐波模式，图中的近似于水平的曲线表明试样整个疲劳寿命过程中测量得到的基频信号幅值A1基本保持不变，说明线性超声是基本保持不变的，无法通过测量线性超声来得到微裂纹的长度；而图中的单峰曲线表明非线性参量(即归一化的二次谐波信号幅值)A2/A1 2呈现单峰变化，证明非线性参量的变化主要是由二次谐波信号的变化引起的，验证了非线性参量β0对材料早期损伤的敏感性，非线性超声参量归一化值A2/A1 2随疲劳寿命先增加后减小，由此可以通过非线性参量从增加到减小的拐点进行微裂纹的尺寸判断，非线性参量拐点处试样微裂纹长度在一定值左右(在本实施例中为300μm)。
由此，通过上文所述的查阅文献以及进行模拟仿真，结果发现超声Lamb 波的非线性响应(即非线性参量)随微裂纹的长度增大而增强，随微裂纹的宽度增大而减弱，因此非线性超声Lamb波实验中初期非线性超声参量的增加，后期裂纹宽度增加导致了后期非线性超声参量的减小。所以在拐点时，长度和宽度对非线性参量的影响达到一个平衡，适合用来判断材料微裂纹的长度。
综上所述，本发明提出一种非线性超声Lamb波检测方法以对板中微裂纹尺寸进行检测和评价，该方法在超声Lamb波具有强烈非线性效应的条件下对试验板材进行超声Lamb波二次谐波的测量，将接收到的信号进行STFT 或FFT分析处理，提取基频信号和二次谐波信号，计算出非线性参量。最后依据得到的非线性参量单峰状的拐点信息得出该非线性参量下的微裂纹尺寸情况。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (9)
1.一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，用于测量一待测试样(32)，其特征在于，包括：
S1：搭建一非线性超声Lamb波测量系统，该测量系统包括彼此电连接的线性超声激发系统(1)和激励探头(2)，以及彼此电连接的接收探头(4)和示波器(5)，激励探头(2)和接收探头(4)的端部设有楔块；
S2：制作多根具有预制孔、且材质与厚度与所述待测试样(32)相同的参考试样(31)；
S3：对所述多根参考试样(31)分别进行多次疲劳试验，在每次疲劳试验后均进行金相观察以得到参考试样(31)的微裂纹长度，以及进行超声非线性Lamb波测量以计算得到参考试样(31)的非线性参量β0；
S4：根据不同疲劳循环周次下参考试样(31)的非线性参量β0得到非线性参量-疲劳寿命曲线，随后在非线性参量-疲劳寿命曲线上标注各点所对应的微裂纹尺寸；
S5：对所述待测试样(32)进行非线性超声Lamb波测量，得到该待测试样(32)的非线性参量β0，在S4所述的非线性参量-疲劳寿命曲线中找到对应于该非线性参量β0的点，并找出该点所对应的微裂纹的长度；
其中，所述参考试样(31)或待测试样(32)的非线性参量β0是通过示波器(5)采集信号，并将所述信号通过短时傅里叶变换或者快速傅里叶变换得到基频幅值A1和二次谐波幅值A2，再根据公式β0＝A2/A1 2计算得到。
2.根据权利要求1所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11：提供一材质和厚度与待测试样(32)相同的板状材料，通过该板状材料的厚度、横波速度和纵波速度采用软件计算得到该材料的频散曲线；
S12：在板状材料的频散曲线上找到相速度相等而频率呈两倍关系的点，选择基频的频率作为激发频率估计值，根据激发频率对应的相速度通过snell定理计算激发角度θ；
S13：将非线性超声激发系统(1)和激励探头(2)彼此电连接，将接收探头(4)和示波器(5)彼此电连接；随后在激励探头(2)和接收探头(4)的端部分别设置楔块和耦合剂，并将激励探头(2)和接收探头(4)安装到所述板状材料的表面；所述楔块设置为使得激励探头(2)和接收探头(4)以步骤S12所述的激发角度与板状材料的表面接触；
S14：将线性超声激发系统(1)的激发频率在激发频率估计值附近调节，进行模式激发模式频率选择实验，筛选得到具有积累效应的激发频率，得到非线性超声Lamb波测量系统。
3.根据权利要求2所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述板状材料的材质为Al7075铝合金，厚度为2mm；所述非线性超声Lamb波的测量系统的激发频率为2MHz，激励探头(2)为中心频率为2.25MHz的窄带商业探头，接收探头(4)为中心频率为5MHz的宽带商业探头，且激励探头(2)和接收探头(4)所对应的楔块角度为24.5°。
4.根据权利要求1所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述S2中的预制孔是通过采用激光打孔得到的未穿透圆孔。
5.根据权利要求1所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，对参考试样(31)或待测试样(32)进行的所述非线性超声Lamb波测量包括：首先将激励探头(2)放在参考试样(31)的预制孔左端30mm处，接收探头(4)放在该参考试样(31)的预制孔右端30mm处；再启动非线性超声激发系统(1)。
6.根据权利要求1所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述对参考试样(31)进行金相观察是通过在光学显微镜下观察预制孔附近表面情况，观察附近有无微裂纹的萌生扩展，并保存图片来进行的。
7.根据权利要求1所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述S3包括：
S31：对其中一根参考试样(31)进行金相观察以得到其微裂纹长度，同时对其进行非线性超声Lamb波测量以计算得到其非线性参量β0；
S32：采用疲劳试验机通过应力控制模式对所述参考试样(31)进行拉拉疲劳的中断试验，在不同疲劳循环周次下分别取下参考试样(31)进行金相观察和非线性超声Lamb波测量，以计算得到该参考试样(31)在不同疲劳循环周次下的微裂纹长度和非线性参量β0；
S33：选择其他参考试样(31)重复上述S31-S32，直至所有参考试样(31)测量完成。
8.根据权利要求7所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述拉拉疲劳的中断试验的加载波形为正弦波，其最大应力低于参考试样(31)的屈服应力。
9.根据权利要求1所述的一种材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法，其特征在于，所述S4包括：
S41：将在每个疲劳循环周次下多根参考试样31所对应的多个非线性参量β0取平均值；
S42：根据不同疲劳循环周次下参考试样31的非线性参量β0的平均值，得到非线性参量-疲劳寿命曲线，在非线性参量-疲劳寿命曲线上标出拐点位置，根据金相观察结果得到该拐点位置处的微裂纹的长度并在非线性参量-疲劳寿命曲线上标注各个疲劳循环周次所对应的微裂纹长度。
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