基于空耦超声共振法的复合材料测厚技术研究

来源：机械与电子杂志2022年第01期北京时间：

作者：王艳玲;李光亚;侯亚峰

单位：中北大学信息与通信工程学院,山西 太原 030051

摘要：为解决当前传统超声检测技术对复合材料的检测耦合剂污染和检测效率低等问题,提出空气耦合超声共振法来检测复合材料薄板的厚度,从而确定缺陷的大小。利用 COMSOL 有限元仿真软件对复合材料进行建模,设置不同厚度及不同大小缺陷的物理模型来对比实验,后处理求解并进行快速傅里叶变换,提取谐振频率计算出复合材料的厚度。结果表明,超声共振法可对复合材料进行定性、定量检测;当复合材料的厚度越薄时,超声信号产生的谐振频率越大,则复合材料中所含缺陷范围越广,分层现象越严重;其检测精度可达 0.1 mm 左右,相对误差范围分布在 5% 以下。实验证明了该测厚技术的可靠性,为超薄复合材料板缺陷厚度的测量提供一定的参考和借鉴。

关键词：复合材料;空气耦合;超声共振法;COMSOL

基金资助：国家重点研发计划( 2020YFB2009102 )