机械工程学报

作者：罗忠兵, 李飞龙, 苏慧敏, 曹欢庆, 林莉

单位：大连理工大学无损检测研究所 大连 116024

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料,相控阵超声,R区,超声表面契合法；

基金：大连市高层次人才创新支持计划(青年科技之星)(2018RQ40)、辽宁省“兴辽英才计划”(XLYC1902082)和国家重点基础研究发展计划(2014CB046505)资助项目。

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastics，CFRP)复杂几何结构(即R区)的声传播规律复杂，缺陷检测困难。为提高相控阵超声线性阵列探头的检测能力，以热压固化制备的T700/环氧树脂T形长桁为研究对象，从有限元建模与验证、水程优选与缺陷成像、面积型缺陷定量与覆盖范围三个方面研究了超声表面契合法(Surface adaptive ultrasonic，SAUL)检测的关键技术。结果表明：模拟和试验中分层缺陷均能有效识别，但试样两侧肋板表面和层间界面反射回波过强，成像噪声大，定量困难；对检测中水程进行优选后，两侧肋板反射回波基本消失，缺陷成像完整清晰，成像质量明显提升。在此基础上提出了R区面积型缺陷尺寸的定量方法及检测覆盖范围计算方法，实现了R区深度 1.5 mm、周向长度 4.5 mm分层缺陷的定量检测，深度定量误差6.7%，周向长度定量误差4.4%，满足工程需求。研究结果将为复合材料缺陷精准检测提供支持。

来源：2022年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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