基于超聲頭波(head-waves)理論,當探頭以一定角度激勵出的折射縱波傳播到界面時產(chǎn)生能量較高的爬波,據(jù)此建立了連續(xù)SiC纖維增強鈦合金基復(fù)合材料(Ti-MMC)整體葉環(huán)中SiC纖維環(huán)斷絲缺陷超聲爬波檢測的有限元仿真模型,分析了多層介質(zhì)界面超聲波傳播特性及爬波遇到斷絲缺陷時的衍射現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明,在缺陷上方的水層中會產(chǎn)生明顯的缺陷信號波。根據(jù)仿真結(jié)果,設(shè)計制作了超聲爬波(5 MHz,20°)-水浸聚焦(5 MHz,直徑6 mm)組合探頭和帶有纖維斷絲的人工缺陷試樣,采用超聲C掃描設(shè)備進行了檢測實驗。結(jié)果表明,超聲爬波法能夠成功地檢測纖維環(huán)試樣中不同深層的3層斷絲缺陷(裂紋自身高度約0.42 mm)。該方法簡單、經(jīng)濟、快速,有望解決Ti-MMC整體葉環(huán)中深埋型纖維環(huán)斷絲缺陷的無損檢測難題。

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【文章目錄】：
1 檢測對象與檢測方法
    1.1 檢測對象
    1.2 Heelan頭波理論(the theory of head waves)
    1.3 檢測方案
2 有限元仿真分析
    2.1 簡單結(jié)構(gòu)頭波系統(tǒng)組成仿真與分析
    2.2 整體葉環(huán)坯纖維斷絲超聲檢測仿真模型與分析
    2.3 檢測影響因素仿真與分析
        2.3.1 探頭傾角的影響
        2.3.2 鈦合金層厚度的影響
3 實驗驗證及結(jié)果分析
    3.1 人工預(yù)制缺陷試樣設(shè)計制作
    3.2 探頭組件設(shè)計制作
    3.3 人工試樣檢測結(jié)果
4 結(jié)論



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