博一建材讯：2、超声导波检测技术
导波是指由于介质边界的存在而产生的波，在介质尺寸跟声波波长可比的情况下，介质中的波以反射或折射的形式与边界发生作用并多次来回反射，发生纵波与横波间的模态转换，形成复杂的干涉，呈现出了多种传播形式，形成各种类型的导波。导波本质上还是由纵波、横波等基本类型的超声波以各种方式组成的。导波的主要特性包括频散现象、多模式和传播距离远。超声导波检测是一种快速大范围的初步检测方法，一般只能对缺陷定性，而定量是近似的，对可疑部位仍需要采用其他检测方法才能作出最终的评估。
由于导波检测具有快速方便的应用特点，目前已成为超声检测领域研究的热点。T.Kundu采用Lamb波扫描了复合材料的缺陷，建立了线扫描方法和缺陷成像技术。K.Maslov研究了5层纤维增强复合材料中使用漏Lamb波检测内部缺陷的模式选择方法，把应力和位移的变化作为是否存在缺陷的判别依据。N.Toyama研究了复合材料横向裂纹和分层缺陷对S0模式Lamb波速度的影响。T.R.Hay分析了复合材料蜂窝结构中导波的传播，使用GuidedUltrasonics公司生产的应力波分析仪对蜂窝板的脱粘缺陷进行了检测。法国M.Castaings等人用Lamb波对EADS-ASTRIUM公司的高压复合材料油箱进行健康监测，激发了识别为A0模式的Lamb波，在传播过程中对碳纤维环氧体复合材料的微裂纹较为敏感，试验结果有很好的信噪比，为使用中的高压复合材料油箱提供了无损健康监测的可能性。M.Castaings等人还在玻璃环氧体复合材料中激发了Lamb波和SH导波，研究了不同模式下的相速度的变化，获得的结果与理论有良好的一致性。国内如北京工业大学、同济大学等研究机构的主要精力集中在大型板壳、管道、铁轨等方面，其中部分产品已投入实际使用。北京航空航天大学无损检测研究室开展了大型复合材料板壳粘接质量的超声导波检测技术研究，对铝蒙皮蜂窝板的脱粘缺陷进行了导波线扫描检测。
3、空气耦合超声检测技术
传统超声无损检测方法由于需要使用耦合剂，无法适用于某些航空航天用复合材料构件的检测，主要原因是耦合剂会使试样受潮或变污，且有可能渗入损伤处，这会严重影响构件的力学强度和稳定性。非接触空气耦合超声检测方法是解决这个问题的可行途径之一。空气耦合超声检测是以空气作为耦合介质的一种非接触超声检测方法，它可以实现真正的非接触检测，不存在换能器的磨损，可进行快速扫描。另外，空气耦合超声检测容易实现纵波到横波、板波和瑞利波等的模式转换，而研究结果表明，在复合材料检测中，横波、板波和瑞利波比纵波的灵敏度高，空气耦合超声检测的这一优点有利于实现复合材料的检测和材料特性的表征。目前，国外已开始将空气耦合超声检测技术用于某些复合材料板的检测，可以检测出脱粘、脱层、气孔、夹杂和纤维断裂等缺陷，可以解决传统液体耦合超声检测方法不能解决的问题。但是，空气耦合超声检测的信号衰减很大，声阻抗较高的材料很难实现在线检测，必须采用特殊机制来改进，而且采用脉冲回波法进行检测的难度较大，多数采用穿透法检测和斜入射检测。
立陶宛考纳斯科技大学的Kazys等人采用斜入射同侧检测方式，研究了航空用复合材料垂直结构蜂窝板中A0模式Lamb波的板边回波特性，由于损伤区域有很强的能量泄漏，所以可用于检测脱粘和结构损伤等缺陷，并估计其大小。波兰格坦斯克科技大学的Imielinska等人采用空气耦合探头和穿透式超声C扫描技术对多层聚合体复合材料的冲击损伤进行了检测研究，与X射线检测结果比较后表明，该方法更快、更方便、更准确，且可用于检测一些X射线无法检测的材料。美国爱荷华州立大学无损检测中心的HSU和印度GE全球研究中心的Kommareddy等合作，利用压电陶瓷空气耦合换能器，开展了复合材料零部件的缺陷检测和修复评价的研究工作，并研制了相应的空气耦合超声扫描系统，在飞机零部件阵地探伤中得以使用;英国伦敦大学的Berketis等人利用空气耦合超声检测方法对潜艇用玻璃纤维增强型复合材料的损伤和退化进行了检测和评价，获得了用水耦合超声检测方法得不到的效果。丹麦国家实验室的Borum与丹麦工业大学的Berggreen等人合作，利用空气耦合超声波，采用穿透法，对海军舰艇用层状叠合复合材料板进行检测，结果显示，该方法可以检测出上述材料板中的脱粘。
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