激光超聲技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用

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1、第５卷第４期航空工程進(jìn)展Vol暢５No暢４２０１４年１１月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGNov．２０１４文章編號：１６７４‐８１９０（２０１４）０４‐４８７‐０４激光超聲技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用１１２２２２郭佳，李四海，寧寧，李閔行，張昭，王丹（１．西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，西安７１００７２）（２．中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所結(jié)構(gòu)無損檢測及健康監(jiān)測研究室，西安７１００６５）摘要：激光超聲檢測技術(shù)作為一種新興的無損檢測方法，以其非接觸、點(diǎn)式檢測及對復(fù)雜形狀試件檢測效率高等顯著優(yōu)勢，逐漸進(jìn)入了人們的視線。介紹激光超聲技術(shù)的原理

2、及優(yōu)點(diǎn)，制作帶預(yù)置缺陷的復(fù)合材料層壓板試件，使用激光超聲檢測系統(tǒng)，分別采用穿透法和脈沖反射法兩種手段對含有預(yù)置缺陷的復(fù)合材料層壓板進(jìn)行驗(yàn)證性檢測，均能檢出２mm的預(yù)置缺陷。通矱過與采用壓電探頭的傳統(tǒng)超聲檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果對比，表明激光超聲檢測系統(tǒng)可以達(dá)到和傳統(tǒng)超聲檢測系統(tǒng)一致的檢出率。關(guān)鍵詞：非接觸性；復(fù)合材料層壓板；無損檢測；激光超聲；穿透法；脈沖反射法中圖分類號：TN２４７文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AApplicationofLaserUltrasonicTechniqueinNon‐destructiveTesting１１２２２２GuoJia，LiSihai，NingNi

3、ng，LiMinhang，ZhangZhao，WangDan（１．SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an７１００７２，China）（２．NondestructiveTesting&StructuralHealthMonitoringResearchDepartment，AircraftStrengthResearchInstitute，Xi’an７１００６５，China）Abstract：Asanewnondestructivedetectionmethod，laserultraso

4、nic，whichgraduallygoesintooursight，isnon‐contact，pointdetectionandhavethesignificantadvantageinthecomplexshapesampletestwithhigheffi‐ciency．Theprincipleandadvantagesoflaserultrasonictechniqueisintroduced，andthecompositelaminatesspecimenwithpresetinjuryismade．Thepenetrationmethodandpul

5、sereflectionmethodareusedtotestthesample，whichiscompositelaminatescontainingapresetdamage．Resultsshowthat２mmpresetdefectscouldbedetectedbybothmethods，whichcanreachthesamedetection‐rateasaultrasonictestsystemwithaconventionalpiezoelectricprobe．Keywords：non‐contact；compositelaminates；no

6、ndestructivetesting；laserultrasonic；penetrationmethod；pulsereflectionmethod隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展，激光超聲檢測技術(shù)0引言逐漸進(jìn)入了人們的視線。激光超聲檢測技術(shù)以激［１‐２］光激發(fā)并接收超聲波實(shí)現(xiàn)對材料缺陷的檢測。超聲檢測技術(shù)是利用聲波與物質(zhì)相互作用時，激光超聲檢測技術(shù)具有非接觸、寬帶及點(diǎn)式檢測的聲速及聲波的能量會發(fā)生變化這一現(xiàn)象，通過對聲特點(diǎn)，因而可以很好地滿足復(fù)雜形貌或是惡劣環(huán)境速和聲波衰減的測量，來確定物質(zhì)的一些基本物理［３］參數(shù)的無損檢測方法。該技術(shù)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其下的工件檢測。L

7、aserUT是洛克希德·馬丁公特性的基本方法之一，在許多領(lǐng)域已獲得成功應(yīng)用。司開發(fā)的激光超聲檢測系統(tǒng)，是目前世界上較為先進(jìn)的激光超聲檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用脈沖回波方式用于飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測，可以應(yīng)用于不同的收稿日期：２０１３‐１２‐０２；修回日期：２０１４‐０１‐０５飛機(jī)制造程序，包括F‐２、F‐１６、F‐２２和F‐３５機(jī)型。通信作者：郭佳，lanjialuo＿guo＠１２６．comLaserUT具有較高的優(yōu)越性，例如精密的模具或４８８航空工程進(jìn)展第５卷者用戶定制的探頭結(jié)構(gòu)，激光超聲的檢測速度可以格檢測的特點(diǎn)。但熱彈激發(fā)超聲過程中，光能轉(zhuǎn)化［７‐８］１０倍于常規(guī)超

8、聲檢測系統(tǒng)