基于分割环阵的CFRP分层缺陷超声全聚焦成像

作     者：杨宁 陆铭慧 张萍 朱颖 张毅萍 Yang Ning;Lu Minghui;Zhang Ping;Zhu Ying;Zhang Yiping

作者机构：南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 上海飞机制造有限公司上海201324 

基　　金：国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金(COMAC-SFGS-2022-1812)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      码：200-210页

摘      要：碳纤维复合材料在钻孔加工时易产生分层缺陷,分层缺陷严重影响了构件的力学性能,存在严重的安全隐患。针对碳纤维复合材料孔边分层缺陷的检测,提出一种基于分割环形阵列的1/4矩阵全聚焦成像方法。设计了R4×S8、R3×S12、R3×S16和R4×S12四种分割环形阵列结构,通过数值仿真对比分析了各阵列的聚焦声场特点,最终确定分割环阵探头为5 MHz的R4×S12探头。使用该探头对碳纤维复合材料孔边分层试块的上层、中层、下层缺陷进行全矩阵采集,利用VTK工具包分别进行全矩阵三维成像和1/4矩阵三维成像。结果表明,1/4矩阵方法比全矩阵方法三维成像的缺陷对比度更高,1/4矩阵方法的缺陷尺寸表征误差更小,误差不超过6%。与全矩阵成像相比,1/4矩阵成像信噪比提升范围为3.43~7.61 dB,有效提升了图像质量。

主 题 词：分层缺陷 全聚焦 分割环形阵列 1/4矩阵 三维成像 

学科分类：07[理学] 08[工学] 080401[080401] 070206[070206] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2311973

馆 藏 号：203126111...