一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法与流程
技术特征:
1.一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,线阵列相控阵探头安装在内部充满水的探头靴内,探头靴外边沿与待检测零件表面直接接触且其曲率与零件曲率匹配;线阵列相控阵探头发出的电子控制的超声声束,通过探头靴内部的水进入零件内部,实现探头覆盖区域的超声声束电子扫查;自动化检测系统的机械扫查装置携带相控阵探头靴在待检测零件表面做格栅式机械扫查。
2.根据权利要求1所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述线阵列相控阵探头(a)为多个探头晶片平行排列而成;所述探头晶片数量n按照以下公式选择:n×a+(n-1)×g≤rp/20;a为单个探头晶片沿晶片排列方向的尺寸,即晶片宽度;g为沿晶片排列方向相邻两个晶片边缘的距离;rp为零件曲率。
3.根据权利要求1或2所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述线阵列相控阵探头频率为5mhz。
4.根据权利要求1所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述探头靴(9)为ω形水浸式探头靴,探头靴外边沿曲率与零件曲率r匹配,线阵列相控阵探头内置在探头靴内部,检测时探头靴内部充满水,水层厚度hw按以下公式选择:0.3dw≤hw≤0.6dw;dw为水中超声近场区长度。
5.根据权利要求1、2或4所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述超声声束为纵波直入射声束检测,扫描方式设置为0°线性电子扫描。
6.根据权利要求5所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,线阵列相控阵探头内部声束做线性电子扫查的方向与机械扫查装置步进方向一致。
7.根据权利要求6所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述线阵列相控阵探头中一次激发的晶片数量n:影响缺陷成像在二维方向的显示比例,以及聚焦声束的焦点尺寸,n需要同时满足以下两公式:
8.根据权利要求7所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,电子扫描晶片步进数量η设置原则满足下式:(g+a)×η≤φmin/2,所述电子扫描晶片步进数量为按序列激发做线性电子扫描的两相邻声束组之间的晶片数量。
9.根据权利要求1所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述自动化检测系统携带线阵列相控阵探头在复合材料零件表面进行格栅式扫查,扫查方向为零件长度方向,步进方向为零件宽度方向。
10.根据权利要求9所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法,其特征在于,所述自动化检测系统的自动化扫查行步进l按下式计算,
技术总结
本发明属于壁板检测技术领域,公开一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法。线阵列相控阵探头安装在内部充满水的探头靴内,探头靴外边沿与待检测零件表面直接接触且曲率与零件曲率匹配;线阵列相控阵探头电子控制超声声束,通过探头靴内部水进入零件内部,实现探头覆盖区域超声声束电子扫查;机械扫查装置携带相控阵探头靴在待检测零件表面做格栅式机械扫查。本发明保证良好的耦合效果,探头靴水层厚度足够大,避免水‑零件二次界面信号对零件超声信的影响。根据相控阵超声系统脉冲重复频率、探头晶片数量、相控参数,融合设计自动化系统机械扫查及步进方向、行步进、点步进、扫查速度等机械参数,保证扫查过程中无数据丢失。
技术研发人员:杨帆,王珏,刘春秘,辛运涛,杜永强,张振宇
受保护的技术使用者:沈阳飞机工业(集团)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/21
技术研发人员:杨帆,王珏,刘春秘,辛运涛,杜永强,张振宇
技术所有人:沈阳飞机工业(集团)有限公司
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