通過對鋼/玻璃鋼的膠接質(zhì)量的超聲信號進行傅里葉變換并分析,發(fā)現(xiàn)超聲波在鋼里面產(chǎn)生了共振。因膠接良好時玻璃鋼對超聲信號的衰減使得其共振幅值要明顯小于脫粘超聲信號,再通過對比不同特征下的超聲C掃描圖像,發(fā)現(xiàn)只有在基頻幅值下的超聲C掃檢測效果和常規(guī)超聲C掃檢測效果一致。因此可以通過超聲幅-頻曲線來評價鋼/玻璃鋼的膠接界面是否存在脫粘。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020年06期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

固體火箭發(fā)動機復合殼體

由于復合殼體為鋼/玻璃鋼的膠接結(jié)構(gòu),因此超聲波在復合殼體中的傳播符合超聲波在多層結(jié)構(gòu)復合材料中的傳播特性,其傳播模型可以通過圖2模型來表示。其中:r1為鋼的上表面;r2為鋼和膠的膠接面;r3為膠和玻璃鋼的膠接面;r4為玻璃鋼的下表面。

式中:D為探頭晶片直徑;λ為聚苯乙烯中的超聲波波長。通過計算得知超聲近場區(qū)小于延時塊的厚度,再采用8位100 MHz的采集卡采集膠接界面存在脫粘時的超聲波時域波形,如圖3所示,膠接良好時超聲波時域波形如圖4所示。不難發(fā)現(xiàn)在膠接良好的情況下,多次反射之后的超聲波衰減程度明顯要高于存在脫粘的情況。在超聲時域波形中,相鄰兩個底波之間相差25個采樣點,因此相鄰兩個底波時間間隔為250 ns,通過計算得知超聲波在鋼殼體中的傳播速度為5360 m/s。同時在超聲時域波形中發(fā)現(xiàn)超聲波聲壓并不呈線性衰減,前幾次膠接界面波反而越來越高,這是因為超聲波在鋼殼體中產(chǎn)生了共振。而超聲波在鋼殼體中產(chǎn)生共振的條件是鋼殼體的厚度為超聲波半波長的整數(shù)倍。通過計算得知在超聲頻率為4 MHz倍數(shù)的時候會在鋼殼體中產(chǎn)生共振。雖然本文采用的是10 MHz的超聲探頭,但是由于超聲探頭頻率具有一定的帶寬,其中就包含了8 MHz的頻率成分,因此超聲波會在鋼殼體中產(chǎn)生共振。圖4 膠接良好超聲時域波形

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本文編號：2932767