基于超声导波虚拟时间反转的多层异质金属粘接结构损伤定位

多层异质金属粘接结构由于其优异的比强度,被广泛用于承压设备,船舶,核装备等关键领域的核心部件,其长期服役在复杂苛刻的环境中,难免产生各种缺陷和损伤,进而影响装备服役安全。超声导波检测是一种潜在的无损检测方法,但是多层金属粘接结构中金属与非金属粘接层之间阻抗差异大,导致Lamb波传播特性复杂,很难通过基于时间信息的导波定位方法进行缺陷的检测和定位。故本文提出一种适用于多层结构的损伤存在概率成像方法并结合虚拟时间反转技术,对多层异质金属粘接结构的内表面缺陷进行无基准的检测和定位。结果表明,在几何尺寸为300 mm的板中,定位的缺陷坐标和实际缺陷位置中心坐标仅仅相差2.74 mm,实现了对多层异质金属粘接结构内表面损伤的精准定位成像。

金属壳体粘接结构件的超声检测

为了实现钢铅金属两层壳体粘接结构的脱粘缺陷检测,研究了超声纵波多次反射法和超声透射法。分析了两种检测方法的优缺点,采用两种方法对钢铅两层粘接试样进行了检测试验,并对试样进行了解剖对比。检测结果表明,两种方法都能检测出钢铅金属两层粘接结构中的脱粘缺陷。

金属⁃炸药界面脱粘缺陷的多次超声脉冲反射检测及成像

金属‐炸药粘接界面的结构完整性评价具有重要意义和工程应用价值。为实现金属‐炸药界面脱粘缺陷的高灵敏度检测,研究了基于多次超声脉冲反射的检测和成像方法,计算分析了铝、虫胶、黑索今(RDX)炸药3种介质的声阻抗以及粘接界面的超声反射特性,进一步针对不同胶层厚度和人工预制脱粘缺陷试件提取和分析了3次回波信号,讨论了不同胶层厚度对脉冲多次回波幅值的影响规律。实验结果表明,铝‐胶界面、铝‐水界面的反射波幅值差异明显,一次与多次回波均能有效区分有无胶层的区域,铝‐胶界面引起的声衰减在多次回波中持续累加。随着胶层厚度增加,铝‐胶和铝‐水界面的声衰减特性差异在超声多次回波中体现的累加效应逐渐减弱。人工预制缺陷检测实验结果表明,多次超声脉冲反射法可以检出最小圆形Φ1.5 mm和矩形1 mm宽的脱粘缺陷。

涡流锁相热成像的多层异种金属无损检测系统

金属与金属粘接结构的多层材料广泛应用于航空航天、核工业等领域。由于其结构复杂,对其进行缺陷检测存在一定困难。此无损检测系统采用涡流锁相热成像的方法,设计激励源对锁相信号进行功率放大,用于驱动激励线圈。利用红外热像仪记录材料表面的温度分布,并通过电脑对红外图像序列进行数据处理得到温度的相位图和幅度图,用于铅钢试样脱粘的缺陷检测,并与涡流脉冲热成像的无损检测方法进行对比。实验结果证明:该系统具有较好的信噪比,能够实际应用于金属与金属粘接结构的缺陷检测。

复合材料超声检测中的回波时延估计方法

在用超声脉冲回波法检测金属-非金属粘接结构的质量以及测量非金属层厚度时,需要提取出各界面回波间的延迟时间作为特征值。当非金属层较薄时,各回波信号间会产生严重混叠,难以准确获得时延估值。提出了一种多界面粘接结构的高分辨率时延估计方法,综合利用了维纳滤波解卷积技术和最大熵谱估计方法,从混叠信号中得到精确的时延估值,很好地解决了特征值提取困难的问题,并用模拟信号和实验信号验证了该方法。