[發明專利]一種粘接質量的超聲波檢測方法

在審

• 申請號: 201510890666.3
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105388214A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 張新菊;王運平;張俊杰;張環;陳巧軍
• 申請（專利權）人: 西安航空動力控制科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 李思源

1.一種粘接質量的超聲波檢測方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)利用超聲波特征掃描技術找到橡膠、粘接劑、金屬件的特征波；

通過超聲波在指定深度范圍進行超聲層析成像，得到任何區域的脫粘或弱粘接的面積，計算機自動識別后分別統計；

2)根據特征波成像的結果，判斷粘接質量；具體的方法是：

采用模擬軟件計算出每一缺陷的面積和所有缺陷面積各自彈性波幅以判斷各自的相對結合強度；

超聲波是彈性波，橡膠和金屬骨架是固體，遵循牛頓第二定律F＝ma，

當用在層狀介質粘接時聲學方程：

μ=1/ρ∫∂P∂xdt---(1)]]>

平面波情況下，聲壓與質點速度：

μ＝aP/Z(2)

其中P和μ分別是介質中層中的聲壓和質點速度，Z是介質聲阻抗；聲壓沿X方向傳播，a＝1，逆X方向傳播，a＝-1；

根據界面連續條件，界面兩邊的法向聲壓和法向質點，速度相等，并利用②式，可以得到各界面兩邊的聲壓和質點速度關系，轉換到頻域就有：

零界面(x＝0)即橡膠表面層，由法向聲壓連續得到：

P_i0+P_r0＝P_i1+P_r1(3)

由法向質點速度連續得到

P_i0-P_r0/Z₀＝P_i1-P_r1/Z₁(4)

一界面(x＝d₁)即橡膠與金屬粘接層：

P_i1e^-jk1d1+P_r1e^jk1＝P_i2e^-jk1d1-P_r2e^jk1d1(5)

由(4)可得法向質點速度

二界面(x＝d₁+d₂)即金屬骨架與橡膠粘接層：

由法向聲壓連續得到：

P_i2e^-jk2(d1+d2)+P_r2e^jk2(d1+d2)＝P_i3e^-jk2(d1+d2)(6)

以此類推，得出介質m層到介質n層的反射系數和透射系數：

R_mn＝Z_n-Z_m/Z_n+Z_m(7)

T_mn＝2Z_n/Z_n+Z_m(8)

其中，P_i0、P_i1分別為第一和第二界面的入射聲壓；P_r0、P_r1分別為第一和第二界面的反射聲壓；

d₁、d₂分別為第一和第二界面的厚度；k1、k2分別為第一和第二界面的波數；

超聲波以橡膠層進入金屬層時，脫粘程度與反射率和透射率存在線性關系，根據計算以判斷脫粘、弱粘接、粘接完好，得出各種尺寸大小的缺陷，通過特征掃描層析缺陷建立超聲幅值與脫粘引起強度損失比的關系。