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)聲場特性和檢測效果的影響。首先,針對(duì)相控陣超聲接觸式檢測方法,推導(dǎo)出固固界面下的多點(diǎn)源三維聲場模型;然后,對(duì)相控陣超聲聲場進(jìn)行仿真,研究不同激活孔徑下的聲場特性;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系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行檢測。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。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)】：
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本文編號(hào)：3145838