用高分辨率超声波测试对碳纤维层材进行自动化异物检测

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 非破坏性测试是指非破坏性测试.
• 航空航天工程 航空航天工程

背景情况:

• 碳纤维层材具有优良的性能,但容易产生制造缺陷,如异物碎片 (FOD).
• 这些缺陷充当压力集中器,可能导致部件过早故障.
• 有效地检测和量化FOD对于制造业的质量控制至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一种高分辨率的脉冲回声超声测试方法,用于检测和量化碳纤维层材料中的FOD.
• 为了证明一个便携式的,浸泡式水箱超声波系统在这个应用程序中的功能.
• 评估该方法在确定FOD尺寸和深度方面的准确性.

主要方法:

• 使用一个便携式的,浸泡外的水箱,高分辨率的脉冲回声超声波扫描系统.
• 从全波形数据集生成高分辨率的C扫描.
• 使用自动边缘检测技术提取FOD深度和平面尺寸.
• 使用CT成像来验证FOD的位置和完整性.

主要成果:

• 成功检测到所有嵌入的外来物体,包括那些通常被认为是不可检测的.
• 准确地确定了FOD的层深.
• 对于检测到的FOD的主要维度,实现了小于1.5mm的典型误差.
• 在指定尺寸范围内的圆形和三角形FOD形状的验证检测.

结论:

• 开发的高分辨率超声波方法有效地检测和量化碳纤维层中的FOD.
• 便携式系统提供了与完全沉浸系统相匹配的功能,使得现场应用成为可能.
• 这种技术通过可靠地识别关键的制造缺陷来加强质量控制,提高结构完整性和安全性.