厚截面复合结构的高级超声波检查用于现场资产维护和维护
James A Quinn1, James R Davidson1, Ankur Bajpai1
1School of Engineering, Institute for Materials and Processes, The University of Edinburgh, Edinburgh EH9 3FB, UK.
Polymers
|August 12, 2023
概括
先进的超声波可以有效地检查高达74毫米厚的复合材料,但随着材料厚度和缺陷接触而降低能力. 精度取决于探针频率和材料深度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非破坏性测试 不破坏性测试
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 玻璃纤维增强聚 (GFRP) 复合材料越来越多地用于苛刻的应用.
- 对超厚复合结构的检查对传统方法提出了重大挑战.
- 开发可靠的现场检查技术对于结构完整性至关重要.
研究的目的:
- 评估高级超声波对超厚GFRP复合材料 (20-100毫米) 的现场检查能力.
- 确定先进超声波检测不同深度和尺寸的分层缺陷的局限性.
- 评估材料厚度与缺陷检测准确度之间的关系.
主要方法:
- 使用定制成型的GFRP板,并校准了分层缺陷.
- 采用全矩阵捕获 (FMC) 与总聚焦方法 (TFM) 使用0.5MHz线性阵列探测器.
- 多种缺陷穿透厚度,零件厚度和内平面尺寸,以测试检查限制.
主要成果:
- 在超厚复合材料中成功检测了高达74毫米深度的分层.
- 检查能力减少到35毫米,当分层展示了表面与表面的接触时.
- 观察到检测能力和板厚度之间的反向关系,深度测量准确度呈指数衰减.
结论:
- 先进的超声波显示出检查厚复合材料的前景,但性能随着厚度的增加而下降.
- 有效的检查深度受材料厚度和缺陷特征的影响,通常在波长的1-20倍之内.
- 在探头合和信号处理方面的改进可以提高较厚的断面的测量精度.


