复合材料层压板分层缺陷相控阵超声检测参数优化方法

发布时间：2021-04-18 16:59

　　针对复合材料层压板分层缺陷的准确识别问题,通过仿真与实验提出相控阵超声检测激活孔径优化方法,研究并分析不同聚焦深度下激活孔径对声场特性和检测效果的影响。首先,针对相控阵超声接触式检测方法,推导出固固界面下的多点源三维声场模型;然后,对相控阵超声声场进行仿真,研究不同激活孔径下的声场特性;最后,采用热压工艺制备含分层缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）层压板,并搭建相控阵超声检测系统对其进行检测。实验结果表明,通过对相控阵超声激活孔径进行优化选择,能够实现CFRP层压板分层缺陷的准确识别,有效提高缺陷检测精度。 

【文章来源】：材料工程. 2020,48(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

相控阵超声检测声线辐射示意图

将单个阵元看作表面压强均匀的活塞式矩形阵元,设阵元面积为S、表面压强为p0(ω),其向楔块中辐射声波声线如图2所示。用Rayleigh-Sommerfeld积分形式为高频弹性P波进行建模[19],其在楔块中产生的质点振动速度为:

使用相控阵超声对CFRP层压板进行检测时,声束垂直入射到平板内部时聚焦效果最好[22],应选择零度聚焦扫查方法对其检测。设一维线阵探头的阵元数为N、阵元间距为d,当激活孔径为n、步进为1时,零度聚焦扫查示意图如图3所示。其横向扫查有效范围为(N-n+1)d,当N,d确定后,扫查有效范围随着激活孔径n的增大而减小。相控阵超声探头选择适用于复合材料检测的近壁探头,型号为5L64-NW1,其具有较小的阵元尺寸与阵元间距,探头参数如表1所示。

【参考文献】：
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本文编号：3145838