專利名稱：碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷超聲導(dǎo)波線掃描成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷超聲導(dǎo)波線掃描成像方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合材科具有重量輕、比強度高、比剛度高、耐疲勞、可設(shè)計性等優(yōu)點，有利于航空飛行的減重，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。樹脂基層合板在物理性能上的各向異性、聲衰減嚴重等特點使其在無損檢測方面與傳統(tǒng)金屬材料存在區(qū)別，如何進行復(fù)合材料內(nèi)部的質(zhì)量控制成為無損檢測領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。對于邊界反射效應(yīng)較弱的缺陷，例如纖維層脫粘缺陷和吸收性物質(zhì)夾雜缺陷，進行超聲檢測時由于材料的吸收和弱邊界反射效應(yīng)不會有明顯的缺陷反射信號產(chǎn)生。但是利用對穿過復(fù)合材料缺陷區(qū)域的“透射”超聲導(dǎo)波各個模式的變化規(guī)律即特征參數(shù)，可表征復(fù)合材料中的脫粘缺陷大小。將反映復(fù)合材料缺陷大小的特征參數(shù)與線掃描技術(shù)結(jié)合，可得到復(fù)合材料中纖維層脫粘、吸收性物質(zhì)夾雜等缺陷的圖像， 實現(xiàn)缺陷的定量化檢測。特征參數(shù)掃描集成了 B掃描和C掃描的優(yōu)點和功能，其檢測能力遠遠超過B掃描和C掃描，除了具備傳統(tǒng)掃描功能外，還能對檢測信號進行頻譜分析和數(shù)字濾波，通過對各種特征量的提取和重構(gòu)，能實現(xiàn)缺陷的自動識別，從而提高定量檢測精度本發(fā)明涉及一種碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷超聲導(dǎo)波線掃描成像方法。對于邊界反射效應(yīng)較弱的缺陷，例如纖維層脫粘缺陷和吸收性物質(zhì)夾雜缺陷，進行超聲檢測時由于材料的吸收和弱邊界反射效應(yīng)不會有明顯的缺陷反射信號產(chǎn)生。但是利用對穿過復(fù)合材料缺陷區(qū)域的“透射”超聲導(dǎo)波各個模式的變化規(guī)律即特征參數(shù)，可表征復(fù)合材料中的脫粘缺陷大小。將反映復(fù)合材料缺陷大小的特征參數(shù)與線掃描技術(shù)結(jié)合，可得到復(fù)合材料中纖維層脫粘、吸收性物質(zhì)夾雜等缺陷的圖像，實現(xiàn)缺陷的定量化檢測。特征參數(shù)掃描集成了 B掃描和C掃描的優(yōu)點和功能，其檢測能力遠遠超過B掃描和C掃描，除了具備傳統(tǒng)掃描功能外，還能對檢測信號進行頻譜分析和數(shù)字濾波，通過對各種特征量的提取和重構(gòu)， 能實現(xiàn)缺陷的自動識別，從而提高定量檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷超聲導(dǎo)波線掃描成像方法。本發(fā)明的檢測原理是以每次掃描的中間線為對稱軸，按照插值后的缺陷分布曲線將對稱線兩側(cè)缺陷尺寸區(qū)域的灰度值置為1，其他區(qū)域置0即可得到缺陷的2維分布圖。 假設(shè)χ和y方向掃描的中心線交點為(χ。，y。)，掃描得到的缺陷尺寸分布曲線分別為^⑴ 和f2 (y)，則可得到缺陷2維分布如下
權(quán)利要求
1.一種碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷超聲導(dǎo)波線掃描成像方法。對于邊界反射效應(yīng)較弱的缺陷，例如纖維層脫粘缺陷和吸收性物質(zhì)夾雜缺陷，進行超聲檢測時由于材料的吸收和弱邊界反射效應(yīng)不會有明顯的缺陷反射信號產(chǎn)生。但是利用對穿過復(fù)合材料缺陷區(qū)域的“透射”超聲導(dǎo)波各個模式的變化規(guī)律即特征參數(shù)，可表征復(fù)合材料中的脫粘缺陷大小。將反映復(fù)合材料缺陷大小的特征參數(shù)與線掃描技術(shù)結(jié)合，可得到夏合材料中纖維層脫粘、吸收性物質(zhì)夾雜等缺陷的圖像，實現(xiàn)缺陷的定量化檢測
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲導(dǎo)波線掃描檢測方法，其特征在于應(yīng)用超聲導(dǎo)波線掃描方式進行檢測信號的全波信號采集，通過計算機完成超聲導(dǎo)波信號處理和缺陷成像，在缺陷圖像的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對缺陷位置、尺寸利形狀等方面信息的定量無損評估。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲導(dǎo)波特征參數(shù)，其特征在于采用IMHz低頻段SO模式超聲導(dǎo)波信號的變化規(guī)律表征碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板中超聲導(dǎo)波模型，其特征在于采用矩陣分析技術(shù)對含衰減的碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板中超聲導(dǎo)波傳播建模。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲導(dǎo)波線掃描圖像融合算法，其特征在于利用插值算法優(yōu)化線掃描數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多方向掃描圖像的優(yōu)化融合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合板脫粘缺陷超聲導(dǎo)波線掃描成像方法。對于邊界反射效應(yīng)較弱的缺陷，例如纖維層脫粘缺陷和吸收性物質(zhì)夾雜缺陷，進行超聲檢測時由于材料的吸收和弱邊界反射效應(yīng)不會有明顯的缺陷反射信號產(chǎn)生。但是利用對穿過復(fù)合材料缺陷區(qū)域的“透射”超聲導(dǎo)波各個模式的變化規(guī)律即特征參數(shù)，可表征復(fù)合材料中的脫粘缺陷大小。將反映復(fù)合材料缺陷大小的特征參數(shù)與線掃描技術(shù)結(jié)合，可得到復(fù)合材料中纖維層脫粘、吸收性物質(zhì)夾雜等缺陷的圖像，實現(xiàn)缺陷的定量化檢測。特征參數(shù)掃描集成了B掃描和C掃描的優(yōu)點和功能，其檢測能力遠遠超過B掃描和C掃描，除了具備傳統(tǒng)掃描功能外，還能對檢測信號進行頻譜分析和數(shù)字濾波，通過對各種特征量的提取和重構(gòu)，能實現(xiàn)缺陷的自動識別，從而提高定量檢測精度。
文檔編號G01N29/44GK102288684SQ20111011364
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者周世圓, 孟凡武, 張運濤, 徐春廣, 潘勤學(xué), 肖定國, 許寒暉, 趙新玉, 郝娟 申請人:北京理工大學(xué)