[發明專利]一種用于復合材料修理后超聲檢測的斜坡系數的確定方法

有效

• 申請號: 201911412055.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111272869B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 劉菲菲;劉松平;楊玉森
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/11
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發明是一種用于復合材料修理后超聲檢測的斜坡系數的確定方法，確定該斜坡系數采用了超聲反射檢測方法和深度學習方法中的卷積數學計算方法，通過對n×m組修理區的超聲檢測信號進行計算和處理，提取出影響超聲在修理區傳播行為的特征值，并進行了量化，形成斜坡系數。通過超聲檢測實驗驗證，確定該斜坡系數在參與超聲檢測評定時，能夠提高缺陷檢測的準確性。

技術領域

本發明是一種用于復合材料修理后超聲檢測的斜坡系數的確定方法，屬于無損檢測技術領域。

背景技術

基于復合材料層壓結構的各種工程零件及其產品已在航空、建筑、交通等許多工程領域得到非常重要的應用。在服役環境下，因復合材料結構受力等作用，可能會產生損傷。為了保證復合材料結構的安全服役，通常需要對受到損傷的復合材料結構進行及時修理，損傷區的修理質量直接影響復合材料結構性能和功能的恢復程度。為此，都需要對復合材料結構損傷修理區的質量進行全覆蓋無損檢測。在外場環境條件下，超聲是損傷修理檢測的一種主要無損檢測方法，目前采用的損傷修理超聲檢測方法中，主要是根據來自被檢測復合材料表面和底面之間的超聲回波信號大小以及底波大小，進行缺陷判別。其主要不足有：

(1)由于修理材料和修理工藝及修理區的幾何結構的變化，會在被檢測復合材料表面和底面之間產生反射，從而會干擾損傷修理區的缺陷判別；

(2)由于修理材料和服役環境條件下修理區的補片內部的均勻性與被修理結構之間的差異，會改變入射聲波在修理區的反射行為，從而影響損傷修理區的缺陷判別；

(3)在損傷修理區產生的修理界面會改變入射聲波在修理區的反射行為，同樣影響損傷修理區的缺陷判別。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術中存在的不足而設計提供了一種用于復合材料修理后超聲檢測的斜坡系數的確定方法，其目的是提出了一種用于復合材料修理超聲檢測的斜坡系數，該系數綜合了復合材料損傷修理的工藝特點、損傷區的幾何特征，以及由此帶來超聲檢測信號的變化對修理區缺陷的判別影響，基于該系數進行的損傷修理區的缺陷判別，提高了復合材料損傷修理區檢測的準確性和可靠性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該種用于復合材料修理后超聲檢測的斜坡系數的確定方法，其特征在于：該斜坡系數的確定方法的步驟如下：

步驟一、確定復合材料的圓錐形修理區，該圓錐形修理區包括大直徑D的圓形頂部和小直徑d的圓形底部，圓形頂部和圓形底部的中心處于同一中軸線上；

步驟二、沿圓錐形修理區的徑向并通過中軸線構建m條超聲信號測量軌跡S_i，i＝1,2,3，……，m，m為正整數，相鄰的兩條超聲信號測量軌跡S_i沿圓周方向旋轉一夾角θ，且θ＝360°/2m，在每條超聲信號測量軌跡S_i上確定n個等距離的超聲測量點，用P_ij表示，j＝1,2,3，……，n，n為正整數；

步驟三、沿每一條超聲信號測量軌跡S_i測量其上每一個超聲測量點P_ij的超聲信號u_ij，該超聲信號u_ij中包含來自圓錐形修理區入射面的超聲信號F_ij和來自圓錐形修理區反射面的超聲信號B_ij，將測量得到的超聲信號u_ij按照二維數據矩陣存放，得到圓錐形修理區的超聲信號測量數據矩陣，用u＝[u_ij]_n×m表示，超聲信號測量數據矩陣由n×m個數據元素構成，超聲信號測量數據矩陣中的列號C_i與i＝1,2,3，……，m中的條數相對應，超聲信號測量數據矩陣中的行號R_j與j＝1,2,3，……，n中的測量點數相對應；