一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及声学检测领域，具体涉及一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法及装置。所述方法包括：向待测蜂窝结构发射宽带信号，所述宽带信号的频段完全覆盖预先确定的该待测蜂窝结构的带隙频段；在检测点采集宽带信号在蜂窝结构中激励的弯曲波；所述检测点在该蜂窝结构中；对采集的弯曲波进行频谱分析，确定检测点是否存在缺陷。本发明专利技术的方法对接收信号经过简单的频谱分析即可对所测位置蜂窝结构质量进行判断，结果清晰；检测装置结构简单，操作方便，适合现场运用，易于实现和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法及装置
本专利技术涉及声学检测领域，具体涉及一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法及装置。
技术介绍
目前应用于蜂窝结构检测的方法主要包括射线成像法、超声C扫描法、红外热波法、声阻法、激光错位散斑法、Lamb法等。其中射线成像法难以发现脱粘缺陷，且需要安全防护；聚焦超声C扫描法可获得蜂窝结构内部检测图像，但其检测效率低，且在复合材料蜂窝结构检测上的应用受到很大限制；红外热波检测法对金属蜂窝和厚面板蜂窝内部缺陷检测存在不足，且受现场散热环境的影响；声阻法其速度快，操作简单，但当蒙皮刚度较大、较厚或脱粘区域较小时，其阻抗差异减小，因而检测难度增加；激光错位散斑技术需要外加载荷以及较精密的光学系统因而使用上也有较大限制；Lamb法的特点是传播距离远，检测效率高，在选用合适模态的情况下具有较强的缺陷敏感性。但是，由于Lamb波的频散和多模态特性，特别是蜂窝芯的存在，使蒙皮中Lamb波的传播特性更加复杂，工艺参数窗口更窄，缺陷特征提取与识别更加困难。因此，若能掌握蜂窝结构中的声传播特性，简化其信号处理和分析过程，则有望实现蜂窝结构高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法，所述方法包括：/n向待测蜂窝结构发射宽带信号，所述宽带信号的频段完全覆盖预先确定的该待测蜂窝结构的带隙频段；/n在检测点采集宽带信号在蜂窝结构中激励的弯曲波；所述检测点在该蜂窝结构中；/n对采集的弯曲波进行频谱分析，确定检测点是否存在缺陷。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法，所述方法包括：
向待测蜂窝结构发射宽带信号，所述宽带信号的频段完全覆盖预先确定的该待测蜂窝结构的带隙频段；
在检测点采集宽带信号在蜂窝结构中激励的弯曲波；所述检测点在该蜂窝结构中；
对采集的弯曲波进行频谱分析，确定检测点是否存在缺陷。


2.根据权利要求1所述的用于蜂窝结构缺陷的检测方法，其特征在于，所述带隙频段为某个声波不能在待测蜂窝结构中透过的频段或传播损耗远远大于其他频率的频段。


3.根据权利要求2所述的用于蜂窝结构缺陷的检测方法，其特征在于，所述方法还包括确定待测蜂窝结构的带隙频段步骤；具体为：
选取蜂窝结构中最小周期性重复部分作为理论计算时的晶胞单元，以此晶胞单元作为计算对象，设上下蒙皮外表面为z方向，与z方向垂直的平面为xy平面，在z方向施加应力自由边界条件，x和y方向施加布洛赫周期性条件，满足下式：






其中，a为蜂窝芯晶格常数，e为蒙皮厚度，ux为x方向位移，uy为y方向位移；j为虚数，kx与ky分别表示第一布里渊区内周期性波矢，于蜂窝结构六条边施加周期性边界条件，扩展为任意个数晶胞单元组成的蜂窝结构声传播模型；
波矢沿着不可约布里渊区边界进行扫描，求解各个波矢下结构的本征频率和对应本征模态，得到蜂窝结构的带结构和其中的声传播特性；
将计算得到的带结构中代表弯曲模式波的曲线提取出来，从中查找没有弯曲波曲线的频段，从而得到蜂窝结构的带隙频段。


4.根据权利要求3所述的用于蜂窝结构缺陷的检测方法，其特征在于，所述对采集的弯曲波进行频谱分析，确定检测点是否存在缺陷；具体为：
对采集的弯曲波进行频谱分析，计算带隙宽度内的信号幅度与带隙宽度外平均响应的幅度差值；
如果幅度差值在阈值内，则检测点处的蜂窝结构处于完好状态；否则，检测点处的蜂窝结构存在脱粘或其他缺陷。


5.一种用于蜂窝结构缺陷的检测装置，其特征在于，所述装置包括：宽带信号发射模块、弯曲波采集模块和信号处理模块；其中，
所述宽带信号发射模块，用于向待测蜂窝结构发射宽带信号，所述宽带信号的频段完全覆盖预先确定的该待测蜂窝结构的带隙频段；
所述弯曲波采集模块，用于在检测点采集宽带信号在蜂窝结构中激励的弯曲波；所述检测点在该蜂窝结构中；
所述信号处理模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，杨军，原野，程晓斌，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11