基于尾波干涉的飞机蒙皮微裂纹检测方法研究

作     者：詹湘琳 张超亮 李萌 ZHAN Xianglin;ZHANG Chaoliang;LI Meng

作者机构：中国民航大学电子信息与自动化学院 

出 版 物：《仪表技术与传感器》 (Instrument Technique and Sensor)

年 卷 期：2024年第7期

页      面：116-121页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

基　　金：国家自然科学基金(61102097) 

主　　题：无损检测 超声波 尾波 机身蒙皮 有限元 散射波 

摘      要：常规超声波无损检测方法的检测极限为超声波波长的1/2,难以检测出机身蒙皮早期微裂纹损伤。文中探究了地震学中的尾波干涉法应用于蒙皮早期微裂纹检伤的可能性。首先,建立尾波的理论模型,以马尔科夫链中的粒子随机游走撞击过程解释了尾波信号的传播特征,并利用有限元工具Abaqus搭建蒙皮模型,明确了蒙皮材料中尾波信号的成因。其次,搭建一系列裂纹损伤程度在μm级的蒙皮模型,将尾波信号与蒙皮的微裂纹损伤特征进行联系。仿真结果表明,随着微裂纹尺寸和微裂纹偏转角度增加,其对应的尾波波速相对变化也线性增加,且微裂纹尺寸的增长对尾波相对波速的变化影响占主导地位。最后,搭建尾波实验台,实验结果验证了尾波方法具有超过常规超声检测方法的检测精度。