淺談聲-超聲檢測技術(shù)在復(fù)合材料構(gòu)件中的應(yīng)用

葉城保

（廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530000）

0 引言

復(fù)合材料具有強度高、模量高、抗疲勞性能好等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用到航天航空、汽車工業(yè)、電力等重要行業(yè)。目前應(yīng)用于復(fù)合材料的無損檢測技術(shù)主要有射線檢測技術(shù)、普通超聲檢測技術(shù)、聲發(fā)射檢測技術(shù)、聲-超聲檢測技術(shù)等。聲-超聲檢測技術(shù)通過激勵超聲源，使得在材料表面及內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，并由聲發(fā)射換能器接收分析，實現(xiàn)材料性能評價。與其他方法相比，聲-超聲檢測不會受到纖維增強等新型復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性干擾，且無需在工件內(nèi)部有裂紋產(chǎn)生或擴展瞬間才能被動檢測到信號，能夠通過應(yīng)力波因子等實現(xiàn)構(gòu)件性能變化的定量評價。近幾十年來，聲-超聲檢測技術(shù)得到了長足的發(fā)展，其代表性信號處理方法包括應(yīng)力波因子法、駐波共振法、非線性聲-超聲法及概率成像法，在復(fù)合材料性能、粘接質(zhì)量及缺陷檢測等方面得到了廣泛應(yīng)用[1-2]。本研究運用材料聲-超聲檢測系統(tǒng)及其4種信號處理方法，分析了復(fù)合材料聲-超聲技術(shù)當(dāng)前存在的主要問題及未來的發(fā)展趨勢。

1 聲-超聲檢測系統(tǒng)

聲-超聲檢測系統(tǒng)通常由工控機（包含任意信號發(fā)生卡和信號采集卡）、發(fā)射換能器、接收換能器和前置放大器組成。如圖1所示，聲-超聲信號由信號發(fā)生系統(tǒng)控制任意信號發(fā)生卡產(chǎn)生，通過發(fā)射換能器在材料表面及內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波經(jīng)過材料內(nèi)部一些細(xì)微結(jié)構(gòu)（如裂紋、氣孔、雜質(zhì)……