[发明专利]碳纤维增强环氧树脂基复合板脱粘缺陷超声导波线扫描成像方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种碳纤维增强环氧树脂基复合板脱粘缺陷超声导波线扫描成像方法。

二、背景技术

复合材科具有重量轻、比强度高、比刚度高、耐疲劳、可设计性等优点，有利于航空飞行的减重，因而获得越来越广泛的应用。树脂基层合板在物理性能上的各向异性、声衰减严重等特点使其在无损检测方面与传统金属材料存在区别，如何进行复合材料内部的质量控制成为无损检测领域的关键技术之一。对于边界反射效应较弱的缺陷，例如纤维层脱粘缺陷和吸收性物质夹杂缺陷，进行超声检测时由于材料的吸收和弱边界反射效应不会有明显的缺陷反射信号产生。但是利用对穿过复合材料缺陷区域的“透射”超声导波各个模式的变化规律即特征参数，可表征复合材料中的脱粘缺陷大小。将反映复合材料缺陷大小的特征参数与线扫描技术结合，可得到复合材料中纤维层脱粘、吸收性物质夹杂等缺陷的图像，实现缺陷的定量化检测。

特征参数扫描集成了B扫描和C扫描的优点和功能，其检测能力远远超过B扫描和C扫描，除了具备传统扫描功能外，还能对检测信号进行频谱分析和数字滤波，通过对各种特征量的提取和重构，能实现缺陷的自动识别，从而提高定量检测精度

本发明涉及一种碳纤维增强环氧树脂基复合板脱粘缺陷超声导波线扫描成像方法。对于边界反射效应较弱的缺陷，例如纤维层脱粘缺陷和吸收性物质夹杂缺陷，进行超声检测时由于材料的吸收和弱边界反射效应不会有明显的缺陷反射信号产生。但是利用对穿过复合材料缺陷区域的“透射”超声导波各个模式的变化规律即特征参数，可表征复合材料中的脱粘缺陷大小。将反映复合材料缺陷大小的特征参数与线扫描技术结合，可得到复合材料中纤维层脱粘、吸收性物质夹杂等缺陷的图像，实现缺陷的定量化检测。特征参数扫描集成了B扫描和C扫描的优点和功能，其检测能力远远超过B扫描和C扫描，除了具备传统扫描功能外，还能对检测信号进行频谱分析和数字滤波，通过对各种特征量的提取和重构，能实现缺陷的自动识别，从而提高定量检测精度。

三、发明内容

本发明的目的是：提出碳纤维增强环氧树脂基复合板脱粘缺陷超声导波线扫描成像方法。

本发明的检测原理是：以每次扫描的中间线为对称轴，按照插值后的缺陷分布曲线将对称线两侧缺陷尺寸区域的灰度值置为1，其他区域置0即可得到缺陷的2维分布图。假设x和y方向扫描的中心线交点为(x_c，y_c)，扫描得到的缺陷尺寸分布曲线分别为f₁(x)和f₂(y)，则可得到缺陷2维分布如下：

Ax(x,y)=1,|y-yc|≤f1(x)0,|y-yc|>f1(x)---(1)]]>