复合材料冲击损伤高分辨率超声成像检测与损伤行为分析

摘要：

冲击损伤是复合材料结构易产生的一种危害性缺陷,针对碳纤维复合材料层压结构特点,分析脉冲超声波在复合材料中的反射特性,当能减小入射声波脉冲的时域占宽,提高其品质,可显著改善超声检测表面盲区和纵向分辨率.利用入射声波在冲击损伤区形成的反射信号及其渡越时间可确定冲击损伤的深度和大小.研究采用高分辨率脉冲超声B扫描和层深C扫描(T扫描)成像方法,可揭示复合材料内部冲击损伤及其大小与沿厚度方向的分布特征,进行复合材料冲击损伤量化评估与损伤行为可视化分析.试验结果表明,在入射脉冲单周脉冲特性条件下,当来自复合材料缺陷的回波信号的渡越时间达到入射声波脉冲时域占宽的一半左右时,即可清晰地提取到时域可分辨的缺陷回波信号,使超声检测表面盲区和纵向分辨率达到单个复合材料预浸料铺层的厚度,约0.13 mm.利用超声断面B扫描成像,可以形象地再现复合材料中冲击损伤的断面分布与扩展情况以及损伤的深度等确切信息.采用超声T扫描成像,则可以直观地再现冲击损伤在复合材料铺层方向的分布及其损伤区域(面积)等定量信息.二者的结合则为揭示复合材料冲击损伤的3D分布及其特征提供一种超声成像检测量化评估和损伤行为可视化分析方法.

关键词：超声成像、复合材料、冲击损伤、无损检测、损伤行为

所属期刊栏目：49

分类号：TG156(金属学与热处理)

资助基金：无损检测技术教育部重点实验室基金200929009;国家自然科学基金60727001,60572099

在线出版日期：2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：16-23