玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测的仿真.pdf

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1、放验研究玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测的仿真凡丽梅，王从科，于波，段剑，苗德山。(1．中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031；2．必维船级社(中国)有限公司，青岛266000)摘要：采用Imagine3D仿真模拟软件，模拟不同探头、不同频率、不同水距下的超声检测效果，从而得出最佳检测工艺条件；用此最佳检测工艺条件，模拟检测玻璃纤维增强树脂基复合材料的内部缺陷；与实际聚焦探头超声脉冲反射法的检测结果相比，仿真结果和实际试验结果相吻合。关键词：Imagine3D软件；聚焦探头；超声脉冲反射法中图分类号：TG115．28文献标志码：A文章编

2、号：1000—6656(2013)09—0052—04TheSimulationofDetectionofDefectsinGlassFiberReinforcedResinMatrixCompositeMaterialFANLi—Mei，WANGCong-Ke，YUBo，DUANJian，M1AODe-Shah(1．CNGCInstitute53，Jinan250031，China；2．BureauVeritasMarine(China)CoItd，Qingdao266000，China)Abstract：UsingImagine3Dsimulat

3、ionsoftwareforsimulatingthedetectioneffectofdifferentprobe，differentfrequencies，differentwaterdistancesandthebestconditionswereobtained．Thentheinnerdefectofglassfiberreinforcedresinmatrixcompositematerialunderthebesttestingconditionsweresimulated．Contrastingfocusprobeultrasonic

4、pulse-echomethodtestingresultsandsimulationresultsshowedthatthetWOcoincided．Keywords：Imagine3Dsoftware；Focusprobe；Ultrasonicpulse-echomethodImagine3D是加拿大UTEX公司开发的一款中传播距离H后，进入试件，由于界面折射作用，使声线跟踪超声模拟软件。它可以通过三维界面，精声束进一步会聚于焦点A，这时在试件中的聚焦深确地展现材料中的声场分布，实现三维旋转展现任度为z，如图1所示。意视角；也可根据设定的探头模拟

5、声场分布，并为待测工件选择最佳探头和工艺条件，大大提高了检测效率。该软件不仅可以模拟A扫描和B扫描，还具有报告输出功能，同时能够进行各种纵波和横波模式的转换，以及精确识别不明A扫描信号的来源。作者采用Imagine3D仿真模拟软件，模拟不同探头、不同频率、不同水距下的超声检测效果，从而得出最佳检测工艺条件；用此最佳检测工艺条件，模拟检测玻璃纤维增强树脂基复合材料的内部缺陷，试件并与超声脉冲反射法的检测结果进行对比。图1水浸聚焦检测不意1水浸聚焦探头声场原理探头的焦距F和，，H的关系可由下式计算：晶片直径为D的探头所发射的聚焦声束在水H—F—Z(1)C

6、水收稿日期：201212—23式中：H为水层距离，mm；F为焦距，ram；z为聚焦作者简介：凡丽梅(1983一)，女，工程师，从事复合材料的无损检测和性能研究。深度，ram；为试件中的纵波声速，m／s水为水中522D13年第35卷第9期凡丽梅等：玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测的仿真声速，m／S。r【⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯^⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯一⋯⋯一⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．^．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．』}l⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯，⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．1【从式(1)可以看出，确定了聚焦深度和焦距，即20-10O102O可计算出所需的水层距离

7、H。2试验过程E]2．1主要仪器和设备仪器：加拿大R／DTECH公司生产的六轴水浸相控阵超声C扫描成像系统。探头：聚焦探头和平探头，频率分别为2．25，5，10MHz，直径为25．41Tim，聚焦探头焦距为63mm，由加拿大R／D]rECH公司生产。图3聚焦探头的模拟声场软件：加拿大UTEX公司生产的Imagine3D进行模拟检测。模拟条件：平探头水距40mm，聚超声仿真软件。‘焦探头水距52mm，增益21dB，模拟检测的缺陷大2．2试样制备小为l2．7minx12．7mm，埋深依次为l，5，9mm。参照GJB一1038．1A一2004《纤维增强复合

8、材料从A扫描信号图中得到的信号幅值大小，如表1无损检验方法第一部分：超声波检验的对比试样的所示。制作方法》，