多层介质钛合金梯度材料的阵列超声全聚焦成像方法研究

来源：机械工程学报杂志2024年第14期北京时间：

作者：李文涛, 张文宾, 王俊, 周正干

单位：1. 兰州理工大学机电工程学院 兰州 730050;2. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100083

摘要：增材制造钛合金梯度材料在航空航天、武器装备的系统性能提升和结构减重等方面具有重要应用价值。针对梯度材料多层介质不均匀性导致的检测信噪比低，阵列超声聚焦成像算法设计和校正困难等问题，通过分析超声波在多介质层内部的传播特性，给出各介质层界面的反射系数和透射系数和衰减系数的计算公式，建立合成声束在其内部的聚焦声场分布模型，基于一种比例常数提出了多层介质中阵列超声传播路径的快速计算方法。针对采用增材制造技术制备的TA15-Ti2AlNb梯度材料试件建立了全聚焦(Total focusing method，TFM)校正成像算法，采用线阵和环阵换能器的试验结果均表明该方法能有效提高梯度材料内部缺陷的检测信噪比和定量精度。

关键词：阵列超声,多层介质,梯度材料,全聚焦成像,传播特性；