[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

技術領域

本發明屬于無損檢測領域，特別涉及一種帶金屬骨架的橡膠零件粘接界面的無損檢測方法。

背景技術

由于對帶金屬骨架的橡膠零件粘接界面傳統的檢測手段的不完善，這類產品主要依靠抽檢和破壞性檢查來保證質量，致使我公司先后因粘接質量不符合要求而引起橡膠皮碗脫落、墊子起泡、石墨環脫落等重大質量問題。面對公司各類定型產品長壽命、高可靠性這一設計要求，必須有一種新的非破壞性無損檢測的方法來100％對帶金屬骨架的橡膠零件粘接界面進行檢測和控制，以確保所有產品均符合設計要求,保證所交出的每一件產品都是合格的，所以確定正確有效的無損檢測方法和驗收標準迫在眉際。

發明內容

為了解決背景技術中所存在的技術問題，本發明提出了一種粘接質量的超聲波檢測方法，采用計算機模擬識別和控制技術，減少傳統抽檢方法人為的不確定因素，提高監測工藝的穩定性，從而提高粘接產品質量的可靠性,并且制定出符合航空產品的航空質量驗收標準。

本發明的技術解決方案是：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)