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碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)R区的无损检测是CFRP构件质量控制的重要环节。对CFRP材料R区进行超声检测时,曲面形状使声波难以垂直入射,斜入射时层状结构和材料弹性各向异性导致缺陷定量检测困难。为解决上述问题,本文研究基于对相控阵超声采集数据迭代处理的超声表面适应法检测CFRP材料R区。以T700/环氧树脂T形梁为研究对象,结合试样金相组织特征和准确测量的材料弹性常数建立相控阵超声检测模型对R区分层缺陷超声表面适应检测进行研究,通过参数选取和阵元声压指向性校正实现了R区分层缺陷的定位和定量,并研究了超声表面适应法对R区不同位置缺陷的检测能力。主要研究内容如下:1.基于各向异性介质声传播理论,通过搭建角度旋转测试装置,并结合信号互相关处理和模拟退火优化算法实现了T700/环氧树脂CFRP单向板弹性常数高精度测量,得到弹性常数C11、C13、C33、C44和C66的数值分别为12.88 GPa、6.39 GPa、126.83 GPa、4.85 GPa和2.97 GPa。在此基础上,通过T形梁试样金相分析和弹性常数矩阵变换建立了铺层顺序为[45°/90°/-45°/0°]5、R区曲率半径5 mm的L形CFRP试样相控阵超声检测模型。2.利用所建模型对R区深度1.5 mm,周向长度4.5 mm分层缺陷的相控阵超声表面适应检测进行研究。与电子扫描结果对比发现,采用超声表面适应法可实现声波垂直试样R区表面入射,避免B扫描图像中试样表面和缺陷成像的弯曲以及伪缺陷的产生,且相较电子扫描具有更高的缺陷信噪比,5 MHz频率下,时域信号缺陷信噪比由8.9 dB提高至29.3 dB。3.检测参数选取不当造成表面适应检测时试样两侧直板表面和层间界面反射回波过强,难以对分层缺陷定量。通过调整检测频率或探头距R区圆心高度避免了干扰反射回波的影响,并通过对阵元入射声压进行指向性校正提高了缺陷周向长度定量准确性。经参数选取和指向性校正后,采用超声表面适应法对试样中分层缺陷进行实验检测,其深度定量误差小于1%,周向长度定量误差小于6%。4.通过仿真计算对超声表面适应法检测CFRP试样R区不同位置缺陷的能力进行研究,结果表明:超声表面适应法对偏离R区轴线5°~20°的4.5 mm分层缺陷均可有效检出,且缺陷角度由5°增加至20°时,缺陷周向长度定量误差由0.45%增加至6.26%,角度定位误差由0.24°增加至3.36°。