先进树脂基复合材料层合结构纤维屈曲超声检测技术研究进展

针对纤维屈曲缺陷在材料内部引起的声阻抗变化较小,利用超声回波信号表征纤维屈曲缺陷的难度较大的问题,从检测原理、超声换能器参数选择和超声回波数据后处理方法3个方面出发,介绍了纤维屈曲缺陷超声无损检测及评价技术的研究进展,分析了当前研究工作存在的不足及未来发展趋势。在检测原理方面,介绍了碳纤维增强树脂基复合材料层合结构特征,面外/面内纤维屈曲缺陷引起局部结构变化所产生的不同超声响应,以及利用不同的超声响应特征检测纤维屈曲缺陷的方案;在超声换能器参数选择方面,介绍了利用半波共振最大化层间反射回波能量的选取准则;在超声回波数据后处理方面,介绍了利用瞬时相位法、平均散射系数矩阵等检测面外纤维屈曲缺陷的方法,利用角谱分布、局部图像算子等检测面内纤维屈曲的方法,以及利用图像结构张量测量碳纤维三维空间走向的方法;最后,从声学机理、检测能力、可检缺陷类型、被检结构件种类等方面分析了当前研究工作存在的不足及未来发展趋势。