針對(duì)復(fù)合材料層壓板分層缺陷的準(zhǔn)確識(shí)別問題,通過仿真與實(shí)驗(yàn)提出相控陣超聲檢測(cè)激活孔徑優(yōu)化方法,研究并分析不同聚焦深度下激活孔徑對(duì)聲場(chǎng)特性和檢測(cè)效果的影響。首先,針對(duì)相控陣超聲接觸式檢測(cè)方法,推導(dǎo)出固固界面下的多點(diǎn)源三維聲場(chǎng)模型;然后,對(duì)相控陣超聲聲場(chǎng)進(jìn)行仿真,研究不同激活孔徑下的聲場(chǎng)特性;最后,采用熱壓工藝制備含分層缺陷的碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（CFRP）層壓板,并搭建相控陣超聲檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過對(duì)相控陣超聲激活孔徑進(jìn)行優(yōu)化選擇,能夠?qū)崿F(xiàn)CFRP層壓板分層缺陷的準(zhǔn)確識(shí)別,有效提高缺陷檢測(cè)精度。 

【文章來源】：材料工程. 2020,48(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

相控陣超聲檢測(cè)聲線輻射示意圖

將單個(gè)陣元看作表面壓強(qiáng)均勻的活塞式矩形陣元,設(shè)陣元面積為S、表面壓強(qiáng)為p0(ω),其向楔塊中輻射聲波聲線如圖2所示。用Rayleigh-Sommerfeld積分形式為高頻彈性P波進(jìn)行建模[19],其在楔塊中產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為:

使用相控陣超聲對(duì)CFRP層壓板進(jìn)行檢測(cè)時(shí),聲束垂直入射到平板內(nèi)部時(shí)聚焦效果最好[22],應(yīng)選擇零度聚焦掃查方法對(duì)其檢測(cè)。設(shè)一維線陣探頭的陣元數(shù)為N、陣元間距為d,當(dāng)激活孔徑為n、步進(jìn)為1時(shí),零度聚焦掃查示意圖如圖3所示。其橫向掃查有效范圍為(N-n+1)d,當(dāng)N,d確定后,掃查有效范圍隨著激活孔徑n的增大而減小。相控陣超聲探頭選擇適用于復(fù)合材料檢測(cè)的近壁探頭,型號(hào)為5L64-NW1,其具有較小的陣元尺寸與陣元間距,探頭參數(shù)如表1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲相控陣檢測(cè)聲場(chǎng)的有限元仿真建模及其試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 陳振華,黃智剛,王嬋,鄭志遠(yuǎn),盧超.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]雙層界面下非近軸近似多元高斯模型的相控陣聲場(chǎng)模擬[J]. 單寶華,李冬生,郭佳,黃敏聰,段忠東.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]航空復(fù)合材料層壓板鉆孔分層缺陷相控陣檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化[J]. 溫姣玲,盧超,何方成,林俊明.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2017(02)
[4]先進(jìn)無損檢測(cè)技術(shù)在復(fù)合材料缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 周正干,孫廣開,李洋.  航空制造技術(shù). 2016(04)
[5]超聲相控陣延遲時(shí)間的聲速校正及在復(fù)合材料中的檢測(cè)[J]. 徐娜,沙正驍,史亦韋.  材料工程. 2015(09)
[6]復(fù)合材料層板鋪層方式對(duì)超聲檢測(cè)結(jié)果的影響[J]. 王錚,何方成,梁菁,康麗紅.  材料工程. 2013(02)
[7]界面條件下線型超聲相控陣聲場(chǎng)特性研究[J]. 孫芳,曾周末,王曉媛,靳世久,詹湘琳.  物理學(xué)報(bào). 2011(09)
[8]復(fù)合材料制件拐角部位超聲檢測(cè)技術(shù)[J]. 何方成,王錚,史麗軍.  材料工程. 2011(07)
[9]相控陣超聲檢測(cè)橫向分辨力實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析[J]. 楊平華,林莉,劉春偉,高海良,李喜孟.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]多元高斯聲束模型相控陣超聲傳感器聲場(chǎng)仿真[J]. 韓鵬,王召巴,陳友興.  傳感器與微系統(tǒng). 2010(02)



本文編號(hào)：3145838