机械工程学报

作者：罗忠兵, 刘振浩, 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：曲面结构,复合材料,相控阵超声,超声表面契合法,指向性,分辨力；

基金：大连市高层次人才创新支持计划(青年科技之星)(2018RQ40)、中央高校基本科研业务费(DUT22GF304)、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。

采用相控阵超声结合表面契合法(Surface adaptive ultrasonic，SAUL)检测复合材料曲面结构过程中周向缺陷检测分辨力低，给缺陷定量带来困难。为提高SAUL的检测能力，以T700/环氧树脂T形长桁为研究对象，建立弹性各向异性有限元模型，并对照弹性各向同性情况分析其声传播规律，发现弹性各向异性和层间反射共同作用导致肋板处形成明显噪声。在此基础上，基于阵元指向性开展曲面结构成像检测研究，结果表明：引入阵元指向性校正系数对声源脉冲信号幅值进行优化，降低探头频率，可使阵元声场更适应曲面结构，从而减弱两侧肋板反射，提高成像质量。针对周向长度4.5 mm、深1.5 mm的分层缺陷，改进后的SAUL方法对应仿真和试验中周向缺陷长度定量误差较常规SAUL结果分别减小7.4%和13.1%，表明优化阵元指向性可有效改善SAUL周向检测分辨力，提高复合材料曲面结构超声检测缺陷定量水平，具有推广应用价值。

来源：2022年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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