[发明专利]一种粘接质量的超声波检测方法

摘要

本发明提出了一种粘接质量的超声波检测方法，包括以下步骤：1)利用超声波特征扫描技术找到橡胶、粘接剂、金属件的特征波；通过超声波在指定深度范围进行超声层析成像，得到任何区域的脱粘或弱粘接的面积，计算机自动识别后分别统计；2)根据特征波成像的结果，判断粘接质量；具体的方法是：采用模拟软件计算出每一缺陷的面积和所有缺陷面积各自弹性波幅以判断各自的相对结合强度；本发明一种粘接质量的超声波检测方法，采用计算机模拟识别和控制技术，减少传统抽检方法人为的不确定因素，提高监测工艺的稳定性，从而提高粘接产品质量的可靠性,并且制定出符合航空产品的航空质量验收标准。

主权项

一种粘接质量的超声波检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)利用超声波特征扫描技术找到橡胶、粘接剂、金属件的特征波；通过超声波在指定深度范围进行超声层析成像，得到任何区域的脱粘或弱粘接的面积，计算机自动识别后分别统计；2)根据特征波成像的结果，判断粘接质量；具体的方法是：采用模拟软件计算出每一缺陷的面积和所有缺陷面积各自弹性波幅以判断各自的相对结合强度；超声波是弹性波，橡胶和金属骨架是固体，遵循牛顿第二定律F＝ma，当用在层状介质粘接时声学方程：$\mathrm{\μ}=1/\mathrm{\ρ}\∫\frac{\∂P}{\∂x}dt---\left(1\right)$平面波情况下，声压与质点速度：μ＝a P/Z          (2)其中P和μ分别是介质中层中的声压和质点速度，Z是介质声阻抗；声压沿X方向传播，a＝1，逆X方向传播，a＝‑1；根据界面连续条件，界面两边的法向声压和法向质点，速度相等，并利用②式，可以得到各界面两边的声压和质点速度关系，转换到频域就有：零界面(x＝0)即橡胶表面层，由法向声压连续得到：P_i0+P_r0＝P_i1+P_r1           (3)由法向质点速度连续得到P_i0‑P_r0/Z₀＝P_i1‑P_r1/Z₁               (4)一界面(x＝d₁)即橡胶与金属粘接层：P_i1e^‑jk1d1+P_r1e^jk1＝P_i2e^‑jk1d1‑P_r2e^jk1d1           (5)由(4)可得法向质点速度二界面(x＝d₁+d₂)即金属骨架与橡胶粘接层：由法向声压连续得到：P_i2e^{‑jk2(d1+d2)}+P_r2e^jk2(d1+d2)＝P_i3e^{‑jk2(d1+d2)}        (6)以此类推，得出介质m层到介质n层的反射系数和透射系数：R_mn＝Z_n‑Z_m/Z_n+Z_m              (7)T_mn＝2Z_n/Z_n+Z_m            (8)其中，P_i0、P_i1分别为第一和第二界面的入射声压；P_r0、P_r1分别为第一和第二界面的反射声压；d₁、d₂分别为第一和第二界面的厚度；k1、k2分别为第一和第二界面的波数；超声波以橡胶层进入金属层时，脱粘程度与反射率和透射率存在线性关系，根据计算以判断脱粘、弱粘接、粘接完好，得出各种尺寸大小的缺陷，通过特征扫描层析缺陷建立超声幅值与脱粘引起强度损失比的关系。