一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法技术

本发明专利技术提供了一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法，本发明专利技术涉及复合材料无损检测技术领域，所述方法包括：制作拉伸样品选择检测位置、选择合适频率的超声波扫描显微镜探头、调节数字门限以及增益获取波形、采集声时差数据、计算声弹性应力系数K、检测冲击样确定缺陷、检测其不同位置波形图、根据公式计算得其内部残余应力。本发明专利技术提供的检测方法，可以借助C‑Scan扫描方式检测出复合材料分层及其缺陷，可以确定材料中分层及缺陷的位置与形状，同时还可以测试并计算复合材料内的残余应力分布，为复合材料的质量评估提供了有力的支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法
本专利技术涉及复合材料无损检测
，尤其涉及一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法。
技术介绍
碳纤维增强树脂基复合材料具有材质轻、性能强、耐热耐腐蚀等优点，符合航空航天飞行器的性能要求，近年来在航空航天领域有着广泛的应用。由于复合材料构件的制造、加工通常处于高温高压环境，发生一系列复杂的物理和化学变化，使构件内部不可避免会形成一定的残余应力。另外，在复合材料的使用过程中，也会由于各种载荷的存在，产生一定的应力。当复合材料的残余应力或局部应力过大时，复合材料部件的失效会直接影响飞机的安全性。但由于复合材料内部组织具有各向异性，制造工艺及其复合方法的特殊性，如何确定行之有效、可操作性强的检测方法，评定复合材料的内部质量成为无损检测人员最为关心的问题。超声扫描显微镜是基于液体耦合剂利用超声波对微观物体进行成像的无损检测设备，扫描超声显微镜采用脉冲回波技术工作。由特定的声学组件激发和探测高重复率的短超声脉冲，声波与被测样品发生相互作用后，反射波被接收并转换为视频信号。超声波扫描显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将复合材料切割成拉伸样品，将样品放置于超声波扫描显微镜的载物台上，下放探头移至样品待检测面中心位置，调节探头在Z轴上的位置；/nS2：在测试过程中需要将样品置于水等液体耦合剂中，调节声波的能量、衰减、信号增益或阻抗，使波形能够完整的显示在屏幕中，将门限至于表面反射波上，进行第一次C扫描检测，获得样品的第一次C扫图，保存样品A扫描的波形图，计算样品表面反射波与底面反射波的声时差t

【技术特征摘要】
1.一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将复合材料切割成拉伸样品，将样品放置于超声波扫描显微镜的载物台上，下放探头移至样品待检测面中心位置，调节探头在Z轴上的位置；
S2：在测试过程中需要将样品置于水等液体耦合剂中，调节声波的能量、衰减、信号增益或阻抗，使波形能够完整的显示在屏幕中，将门限至于表面反射波上，进行第一次C扫描检测，获得样品的第一次C扫图，保存样品A扫描的波形图，计算样品表面反射波与底面反射波的声时差t0；
S3：采用拉伸试验机对样品进行拉伸试验，引入应力；
S4：调节声波的能量、衰减、信号增益或阻抗，使波形能够完整的显示在屏幕中，将门限至于表面反射波上，进行第二次C扫描检测，获得样品的第二次C扫图，保存样品A扫描的波形图，计算拉伸试验后样品表面反射波与底面反射波的声时差t；
S5：根据公式计算得出所述复合材料的声弹性应力系数K，公式如下：

。


2.根据权利要求1所述的一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法，其特征在于：所述超声波扫描显微镜采用低频换能器。


3.根据权利要求2所述的一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法，其特征在于：所述低频换能器的频率为5-100MHz。


4.根据权力要求1所述的一种带耦合剂的超声波复合材料残余应力测试方法，其特征在于：所述步骤2中，检测复合材料内部残余应力分布及缺陷时需要将试样浸置在水等液体中，以液体作为耦合剂减少超声能量在界面处...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉魁，罗军明，李建坤，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36