基于空耦超聲導波的粘接結構檢測技術研究.pdf

1、現(xiàn)今，粘接結構在諸如航空航天制造、汽車制造等行業(yè)中起著重要的作用，它使多層同種或不同材料粘接結合成一個統(tǒng)一的受力結構，常常成為工業(yè)部件的重要組成部分。同時相應的無損檢測方法也不斷被提出，以保持組件的質量。超聲波檢測技術目前廣泛應用于粘接結構的檢測當中。但在使用常規(guī)超聲檢測時，這項技術存在存在一定的局限性，超聲檢測通常必須人工操作，難以實現(xiàn)智能化，同時必須使用耦合劑，一些耦合劑的使用可能會對某些特殊材料產生危害。在工業(yè)制造的生產線的檢驗過

2、程中，這些局限會嚴重影響整個生產線檢測的速度。為了解決這些限制，進行了空氣耦合超聲導波技術在粘接結構得應用研究。由于空耦超聲檢測是一個真正意義上的非接觸式測試方法，以空氣為媒介耦合，去除了耦合劑的使用這一步驟，因此該新型的耦合技術加快了檢測速率，使工業(yè)檢測智能化成為可能。但是如何使用空氣耦合超聲導波檢測技術對粘接結構進行缺陷檢測，仍是汽車工業(yè)中的一個難題。本文通過實驗證明了該技術對粘接結構檢測的可行性，并對影響檢測結果的相關因素進行仿真

3、分析，找到如最佳檢測模式、入射角以及傳感器與被檢試件間距離等具體環(huán)境中合適的粘接結構檢測條件。
　　本文采用有限元仿真模擬與真實空氣耦合設備檢驗相結合的方式對空氣耦合超聲技術在粘接結構中的應用進行了研究。仿真過程中，首先利用超聲檢測仿真軟件CIVA計算得到單鋁板和兩種粘接結構的色散曲線，以分析在被檢試件中產生的不同模式的導波特性。再通過COMSOL仿真模擬空耦超聲導波檢測的過程，以觀測檢測過程中發(fā)生的物理現(xiàn)象。在COMSOL仿真階

4、段，先通過對參考模型的建立與對比分析，得到正確的空耦檢測模型，并在單鋁板結構中進行了測試。再使用200kHz普通探頭對理論粘接結構進行檢測，研究在該條件下入射角、傳感器和被檢試件間距離對接收信號的影響，從而找到最佳的檢測條件。在最佳檢測條件下，接收器接收到的信號清晰，幅值最大。通過同樣的仿真模型，再次得到了500kHz聚焦探頭對實際粘接結構進行導波檢測的最佳檢測條件，并在實際測試中，使用同樣的500kHz聚焦探頭對粘接結構的檢測，將所得