[發明專利]一種復合材料的綜合檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202011215667.5
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112213394B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 張梅菊;劉太麗;黃漫國;劉增華;高云端;劉偉;張蒙
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所;中航高科智能測控有限公司;北京工業大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/44
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王立普

本發明公開了一種復合材料的綜合檢測方法及系統，所述綜合檢測方法將超聲導波檢測技術與超聲波檢測技術結合，利用超聲導波技術檢測范圍大的優點，首先粗略的確定缺陷區域，再利用超聲波檢測技術檢測精度高的優點，在粗略確定的缺陷區域進一步的對缺陷進行確定，保證了檢測精度，而且無需對復合材料整體進行超聲波檢測，提高了檢測速度。

技術領域

本發明涉及復合材料檢測技術領域，特別涉及一種復合材料的綜合檢測方法及系統。

背景技術

復合材料具有高比強度和比模量、耐腐蝕、抗疲勞、斷裂性能好、性能可塑性強、便于整體成型和易加工等一系列優點，已經成為航空航天技術領域不可缺少的重要結構材料。然而，在復合材料制造使用過程中，內部存在缺陷是不可避免的。超聲波檢測技術因成本低，檢測精度高而廣泛應用于復合材料檢測上，但是點掃描的檢測方式極度浪費檢測時間。如何在保證復合材料的檢測精度的前提下，減少復合材料的檢測時間，成為一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合材料的綜合檢測方法及系統，以實現在保證復合材料的檢測精度的前提下，減少復合材料的檢測時間。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種復合材料的綜合檢測方法，所述綜合檢測方法包括如下步驟：

采用超聲導波檢測技術對復合材料整體進行檢測，獲得復合材料整體的超聲導波回波信號；

根據超聲導波回波信號計算復合材料整體的每個像素點的缺陷損傷指數，構建復合材料整體的空間離散成像矩陣；

根據復合材料整體的空間離散成像矩陣確定復合材料是否存在缺陷區域，獲得判斷結果；

若所述判斷結果表示是，則采用超聲波檢測技術對復合材料的缺陷區域進行檢測，獲得復合材料的缺陷區域的反射回波信號；

根據復合材料的缺陷區域的反射回波信號計算缺陷區域的每個像素點的反射回波信號的最大值，構建復合材料的缺陷區域的空間離散成像矩陣；

根據復合材料的缺陷區域的空間離散成像矩陣，確定復合材料的缺陷的位置、形狀和尺寸；

若所述判斷結果表示否，則輸出復合材料不存在缺陷的檢測結果。

可選的，所述根據超聲導波回波信號計算復合材料整體的每個像素點的缺陷損傷指數，構建復合材料整體的空間離散成像矩陣，具體包括：

對復合材料整體的每個像素點的超聲導波回波信號進行時間反轉處理，獲得復合材料整體的每個像素點的虛擬二次激勵信號f_A2(ω)；

根據復合材料整體的每個像素點的虛擬二次激勵信號，利用公式f_B2(ω)＝f_A2(ω)G(r,ω)，確定復合材料整體的每個像素點的虛擬二次超聲導波回波信號f_B2(ω)；其中，G(r,ω)表示激勵信號與超聲導波回波信號之間的傳遞函數；

分別對復合材料整體的每個像素點的激勵信號和虛擬二次超聲導波回波信號進行傅里葉逆變換，獲得復合材料整體的每個像素點的激勵信號的時域信號和虛擬二次超聲導波回波信號的時域信號；

根據復合材料整體的每個像素點的激勵信號的時域信號I(t)和虛擬二次超聲導波回波信號的時域信號V(t)，利用公式計算復合材料整體的每個像素點的缺陷損傷指數DI；其中，t₀表示掃描起始時間，t₁表示掃描結束時間，t表示時間積分變量；

根據復合材料整體的每個像素點的缺陷損傷指數，構建復合材料整體的空間離散成像矩陣Image(m,n)為：其中，DI(i，j)為復合材料整體的像素點(i，j)的缺陷損傷指數，m表示x方向掃描的復合材料整體的像素點數，n表示y方向掃描的復合材料整體的像素點數。