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基于超声回波相位导数谱测量CFRP表面富树脂层厚度
1
作者
马志远
宋鑫民
+2 位作者
张天旭
郝旭峰
林莉
《航空制造技术》
北大核心
2025年第9期20-26,共7页
针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)表面富树脂层厚度薄、涂层与基体声学参数相近、叠层多界面等引起的传统超声测厚方法精度低的难题,提出了一种基于超声回波相位导数谱(Ultrasonic echo phase derivative ...
针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)表面富树脂层厚度薄、涂层与基体声学参数相近、叠层多界面等引起的传统超声测厚方法精度低的难题,提出了一种基于超声回波相位导数谱(Ultrasonic echo phase derivative spectrum,UEPDS)谐振频率测量CFRP表面富树脂层厚度的新方法。基于超声波在多层结构中的透射与反射规律,构建出耦合介质/涂层/基体三介质二界面结构的UEPDS,并辨识UEPDS的谐振频率与涂层厚度之间的理论关系,以克服传统采用声压反射系数幅度谱或相位谱测厚时精度受基准波、信号初始相位等影响大的问题,结合标定声速,即可准确测定涂层厚度。试验使用超声C扫描系统结合标称频率25 MHz探头对厚度在数十~100μm变化的富树脂层进行测厚,并与激光共聚焦显微镜观测厚度进行对比验证。结果表明,25 MHz探头可有效实现厚度≥40.7μm的富树脂层测厚,超声测厚云图与金相观测厚度之间绝对误差≤5.1μm,相对误差<8.0%。研究发现影响测厚准确率的主要因素为富树脂层/基体界面存在的起伏状编织间隙残留树脂。
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关键词
超声
检测
超声
回波
相位
导数
谱
(
uepds
)
谐振频率
富树脂层
测厚
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职称材料
题名
基于超声回波相位导数谱测量CFRP表面富树脂层厚度
1
作者
马志远
宋鑫民
张天旭
郝旭峰
林莉
机构
大连理工大学无损检测研究所
上海复合材料科技有限公司
出处
《航空制造技术》
北大核心
2025年第9期20-26,共7页
基金
国家重点研发计划(2019YFA0708901)。
文摘
针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)表面富树脂层厚度薄、涂层与基体声学参数相近、叠层多界面等引起的传统超声测厚方法精度低的难题,提出了一种基于超声回波相位导数谱(Ultrasonic echo phase derivative spectrum,UEPDS)谐振频率测量CFRP表面富树脂层厚度的新方法。基于超声波在多层结构中的透射与反射规律,构建出耦合介质/涂层/基体三介质二界面结构的UEPDS,并辨识UEPDS的谐振频率与涂层厚度之间的理论关系,以克服传统采用声压反射系数幅度谱或相位谱测厚时精度受基准波、信号初始相位等影响大的问题,结合标定声速,即可准确测定涂层厚度。试验使用超声C扫描系统结合标称频率25 MHz探头对厚度在数十~100μm变化的富树脂层进行测厚,并与激光共聚焦显微镜观测厚度进行对比验证。结果表明,25 MHz探头可有效实现厚度≥40.7μm的富树脂层测厚,超声测厚云图与金相观测厚度之间绝对误差≤5.1μm,相对误差<8.0%。研究发现影响测厚准确率的主要因素为富树脂层/基体界面存在的起伏状编织间隙残留树脂。
关键词
超声
检测
超声
回波
相位
导数
谱
(
uepds
)
谐振频率
富树脂层
测厚
Keywords
Ultrasonic testing
Ultrasonic echo phase derivative spectrum(
uepds
)
Resonant frequency
Resin-rich layer
Thickness measurement
分类号
V26 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
TB3 [一般工业技术—材料科学与工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于超声回波相位导数谱测量CFRP表面富树脂层厚度
马志远
宋鑫民
张天旭
郝旭峰
林莉
《航空制造技术》
北大核心
2025
0
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