Page 40 - 2023中国无损检测年度报告

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(b) 实物
图 11 监测系统软件界面
图 12 小型化线性阵列换能器设计图和实物
5 复合材料 Lamb 波检测技术
复合材料弯曲结构广泛应用于航空领域。分
层损伤的发生和扩展会降低在用弯曲结构的安全
性。Lamb 波作为一种较高损伤敏感性的检测工
具，可以有效地检测出分层损伤。研究了线性阵
列 PZT 相位延时方法对 Lamb 波模态控制的效
果，实现了单一模态 Lamb 波的控制与增强，可
分别激励出 A 0 和 S 0 模态 Lamb 波对不同尺寸的
分层损伤进行检测。仿真结果表明，相较于 S 0 模
态 Lamb 波，A 0 模态 Lamb 波对分层损伤表现
出高敏感性，根据信号差异系数与分层损伤尺寸
的强相关性可以对分层损伤进行定量。设计了一 图 13 Lamb 相控阵检测系统
种一维线性梳状换能器（见图 12）用以激励出
A 0 模态 Lamb 波，根据如图 13 所示的 Lamb 相
控阵检测系统对 CFRP（碳纤维增强复合材料）
弯板进行检测试验。如图 14 所示，根据仿真数
据的 Hermite 插值结果，采用高斯函数拟合出分
层损伤尺寸与信号差异系数的关系表达式，可对
分层损伤进行准确的定量，拟合表达式对分层损
伤定量的绝对误差不大于 0.806 3 mm，相对误
差不大于 8.063%。文章的试验和建模方法、信
号分析方法和拟合表达式可为 CFRP 分层损伤检 图 14 分层损伤尺寸与信号差异系数之间的关系
测提供参考。
6 结语

2023 年，北京理工大学检测与控制研究所
在超声残余应力检测与高能声束低应力制造、超
声无损检测系统研制与应用、复合材料检测技术
等方面取得了丰富的研究成果。研究所将继续致
力于解决工程实践中各种无损检测技术难题，培
养无损检测技术人才，促进无损检测技术的发展，
愿与业界同仁开展各种交流与合作！
(a) 设计图

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