基于HHT的界面贴合型缺陷非线性超声检测研究-论文.pdf

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1、总第308期计算机与数字工程Vo1．43No．62015年第6期Computer&DigitalEngineering983基于HHT的界面贴合型缺陷非线性超声检测研究毕洲洋陈建辉王广龙(军械工程学院石家庄050003)摘要论文以固体火箭发动机(SRM)包覆结构粘接质量检测为研究内容，针对传统超声检测方法难以检测粘接界面贴合型脱粘问题，提出了基于Hilbert-Huang变换(HHT)的非线性超声检测方法。通过仿真信号的HHT分析，验证了HHT方法在处理非线性、非平稳信号的有效性。提取了非线性检测信号的二次谐波瞬时幅值，并提出了将

2、二次谐波瞬时幅值作为特征参数的非线性超声检测方法。结果表明，可以用二次谐波瞬时幅值作为特征参数来表征贴合型脱粘缺陷的大小，证明了基于二次谐波瞬时幅值的非线性超声检测方法在粘接界面贴合型脱粘缺陷检测的有效性。关键词HHT；非线性超声；贴合型缺陷；二次谐波；瞬时幅值中图分类号TP391DOI：10．3969／j．issnl672—9722．2015．06．010NonlinearUltrasonicDetectionforInterfaceKissingBondsBasedonHHTBIZhouyangCHENJianhuiWANGG

3、uanglong(MechanicalEngineeringCollege，Shijiazhuang050003)AbstractTheadhesivequalityofthecoatingstructureofSRMistested．Itisdifficulttodetecttheinterfacekissingbondsofadhesivestructurebytheconventionalultrasonic。thenonlinearultrasonictestingmethodbasedonHHTispro—posed．T

4、hroughtheanalysisofsimulationsignal，theeffectivenessofHHTmethodinprocessingnon-linear，non-stationarysignalsiSvalidated．TheinstantaneousamplitudeofthesecondharmoniciSextracted．Nonlinearultrasonicdetectionmethod，whichmakestheinstantaneousamplitudeofthesecondharmonicnonl

5、inearultrasonicdetectionmethodsasfeatureparametersiproposed．Theresultsshowthattheinstantaneousamplitudeofthesecondharmoniccanbeusedasthecharacteristicpa—rametertOcharacterizethesizeoftheinterfacekissingbonds．KeyWordsHHT，nonlinearultrasonic，kissingbonds，secondharmonic，

6、instantaneousamplitudeClassNumberTP39】成一个整体。由于受到多种因素的影响，发动机多1引言层粘接结构界面经常会出现分层、脱粘和粘接强度固体火箭发动机(SolidRocketMotor，SRM)弱化等缺陷，使粘接界面成为整个结构中最薄弱环是采用固体推进剂的化学火箭发动机。固体火箭节。固体火箭发动机在高温、高压、高速以及高负发动机具有结构简单紧凑、推进剂密度大，体积比载条件下工作，其内部存在的粘接结构界面分层和冲高、可靠性高、制造和使用成本低以及能随时处脱粘等缺陷，会降低发动机的安全可靠性。于战备值

7、班状态等优点，广泛应用于军事领域和航粘接质量问题物理含义上包含两种¨2]：一是脱空航天领域l1]。固体火箭发动机推进剂的包覆结粘类缺陷，包括完全空气脱粘缺陷和贴合型缺陷；构是一种典型的多层材料粘接结构。包覆结构由二是粘接强度缺陷。目前，超声波检测是一种重要壳体、绝热层、衬层以粘接的方式与推进剂药柱组的粘接质量检测方法，但传统线性超声观察时域信*收稿日期：2014年11月12日，修回日期：2015年12月15日作者简介：毕洲洋，男，硕士研究生，研究方向：超声波无损检测与信号处理。陈建辉，男，教授，硕士生导师，研究方向：精密仪器与微系

8、统。王广龙，男，教授，博士生导师，研究方向：精密仪器与微系统。毕洲洋等：基于HHT的界面贴合型缺陷非线性超声检测研究第43卷号，受波长等因素所限，对于微缺陷、微裂纹、粘接式中：A为基波幅值，60为角频率，k为波数，为非界面贴合型缺陷以及粘接强度退化