基于超声透射特性的复合材料粘接结构粘接质量预测

来源：机械工程学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：宋国荣, 宋协宏, 吕炎, 刘兵, 何存富, 吴斌

单位：北京工业大学材料与制造学部 北京 100124

摘要：以非接触式超声检测方法为基础,对复合材料粘接结构的粘接质量进行仿真与试验探究。首先,建立复合材料粘接结构的超声透射特性时域仿真模型,提取其频域透射系数谱,并着重分析界面弱化及内聚弱化对粘接结构中超声透射特性的影响规律。同时,仿真所得不同粘接状态的超声透射系数频谱与平面波理论的计算结果吻合良好。此外,制备具有不同粘接界面状态及胶层内聚弱化状态特征的纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)粘接结构。基于水浸超声测量系统,试验探究不同粘接界面状态及内聚弱化状态对超声透射系数谱的影响,分析粘接结构中超声透射特性随其粘接质量的变化关系,并与仿真结果一致。此外,根据复合材料粘接结构中粘接质量与超声透射特性之间的映射关系,亦为复合材料粘接结构的无损表征与评价奠定了坚实基础。

关键词：粘接结构,复合材料,弱粘接,超声透射,水浸试验；

基金资助：国家自然科学基金(11972052,12072004); 市教委科研计划(KZ202110005005); 北京市教委科研计划一般(KM201710005012)资助项目