复合材料构件的非接触超声成像技术基础研究

超声检测方法是复合材料无损检测方法中最有效和最方便的。然而，传统的接触式超声检测方法需要在超声探头和待测试样之间用水或其他液体作声耦合剂，不适合用于航空航天用的复合材料构件的检测，因为水不仅会使试样受潮或变污，还有可能渗入损伤处，这将严重影响构件的力学强度和尺寸的稳定。为了解决这个问题，本项目拟研究复合材料构件的非接触、空气耦合式超声成像方法。从理论和实验两方面着手，深入研究空气耦合超声换能器的声场特性和空气耦合超声波的激励和接收方法；在此基础上，研究空气耦合超声波在复合材料构件（以三明治复合材料板壳为例）中的传播特性及其与缺陷的作用关系，并对接收信号进行处理，利用扫描回波的特征建立复合材料构件中缺陷的统计识别模型，并实现其质量的数字图像显示。项目研究成果对于提高我国复合材料的无损检测水平和快速制造能力具有重要的理论意义，在航空航天用复合材料构件的无损检测及阵地探伤中具有广阔的应用前景。