層狀多界面脫粘的相控陣超聲檢測技術(shù)研究.pdf

1、層狀多界面構(gòu)件以其優(yōu)越的性能廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，但是由于其界面脫粘問題，嚴(yán)重影響了層狀多界面構(gòu)件的完整性。針對目前采用常規(guī)超聲檢測方式對層狀多界面脫粘問題進(jìn)行檢測的不足以及相控陣超聲技術(shù)具有靈活的聲束偏轉(zhuǎn)及聚焦性能的優(yōu)勢，本文采用相控陣超聲檢測技術(shù)對層狀多界面脫粘問題進(jìn)行研究。通過建立層狀多界面構(gòu)件相控陣超聲技術(shù)的相關(guān)模型，仿真研究了多層介質(zhì)中相控陣換能器的聲場特性以及對層狀多界面構(gòu)件進(jìn)行界面脫粘檢測的過程，為此類構(gòu)件的界面脫粘檢測

2、提供新的思路和解決方案，因此，本課題的研究具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　在介紹了相控陣超聲檢測原理的基礎(chǔ)上，分析了相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用于層狀多界面脫粘構(gòu)件的檢測原理。給出了矩形換能器的指向性函數(shù)，在此基礎(chǔ)上仿真研究了矩形相控陣換能器的參數(shù)對聲場分布的影響，確定了最優(yōu)檢測性能的相控陣換能器尺寸，為相控陣換能器的選擇提供了理論依據(jù)。
　　介紹了單層介質(zhì)中矩形相控陣換能器的輻射聲場模型，建立

3、了多層介質(zhì)中矩形相控陣換能器的輻射聲場模型，結(jié)合確定的矩形相控陣換能器的參數(shù)，對多層介質(zhì)中相控陣換能器的輻射聲場進(jìn)行了仿真研究，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。分析的結(jié)果為：對于單層介質(zhì)中相控陣換能器的輻射聲場來說，聲束可以在介質(zhì)中的任意方向上偏轉(zhuǎn)或者是在介質(zhì)中的任意一點(diǎn)上聚焦，并且在偏轉(zhuǎn)（聚焦）方向上獲得了最大的聲壓值；對于多層介質(zhì)中相控陣換能器的輻射聲場來說，聲束可以通過界面在深層介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)或者聚焦，而且在界面處和深層介質(zhì)中的聲強(qiáng)都較大

4、。
　　建立了相控陣超聲檢測模型，其模型分為三步：計(jì)算矩形相控陣換能器的發(fā)射聲場、聲場與缺陷的相互作用以及回波信號的接收過程。在此基礎(chǔ)上對一存在界面脫粘的試塊進(jìn)行仿真研究，給出了界面脫粘試塊的C掃描圖，并對C掃描圖進(jìn)行二值化處理，得到了脫粘區(qū)域的面積和位置。經(jīng)過對比得出：仿真得到的位置和面積與設(shè)定的情況基本吻合，誤差較小。通過利用相控陣超聲檢測技術(shù)對層狀多界面構(gòu)件的界面脫粘問題進(jìn)行仿真研究，驗(yàn)證了采用相控陣超聲檢測技術(shù)對層狀多界面