[发明专利]一种复合材料的综合检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种复合材料的综合检测方法及系统，所述综合检测方法将超声导波检测技术与超声波检测技术结合，利用超声导波技术检测范围大的优点，首先粗略的确定缺陷区域，再利用超声波检测技术检测精度高的优点，在粗略确定的缺陷区域进一步的对缺陷进行确定，保证了检测精度，而且无需对复合材料整体进行超声波检测，提高了检测速度。

技术领域

本发明涉及复合材料检测技术领域，特别涉及一种复合材料的综合检测方法及系统。

背景技术

复合材料具有高比强度和比模量、耐腐蚀、抗疲劳、断裂性能好、性能可塑性强、便于整体成型和易加工等一系列优点，已经成为航空航天技术领域不可缺少的重要结构材料。然而，在复合材料制造使用过程中，内部存在缺陷是不可避免的。超声波检测技术因成本低，检测精度高而广泛应用于复合材料检测上，但是点扫描的检测方式极度浪费检测时间。如何在保证复合材料的检测精度的前提下，减少复合材料的检测时间，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料的综合检测方法及系统，以实现在保证复合材料的检测精度的前提下，减少复合材料的检测时间。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种复合材料的综合检测方法，所述综合检测方法包括如下步骤：

采用超声导波检测技术对复合材料整体进行检测，获得复合材料整体的超声导波回波信号；

根据超声导波回波信号计算复合材料整体的每个像素点的缺陷损伤指数，构建复合材料整体的空间离散成像矩阵；

根据复合材料整体的空间离散成像矩阵确定复合材料是否存在缺陷区域，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则采用超声波检测技术对复合材料的缺陷区域进行检测，获得复合材料的缺陷区域的反射回波信号；

根据复合材料的缺陷区域的反射回波信号计算缺陷区域的每个像素点的反射回波信号的最大值，构建复合材料的缺陷区域的空间离散成像矩阵；

根据复合材料的缺陷区域的空间离散成像矩阵，确定复合材料的缺陷的位置、形状和尺寸；

若所述判断结果表示否，则输出复合材料不存在缺陷的检测结果。

可选的，所述根据超声导波回波信号计算复合材料整体的每个像素点的缺陷损伤指数，构建复合材料整体的空间离散成像矩阵，具体包括：

对复合材料整体的每个像素点的超声导波回波信号进行时间反转处理，获得复合材料整体的每个像素点的虚拟二次激励信号f_A2(ω)；

根据复合材料整体的每个像素点的虚拟二次激励信号，利用公式f_B2(ω)＝f_A2(ω)G(r,ω)，确定复合材料整体的每个像素点的虚拟二次超声导波回波信号f_B2(ω)；其中，G(r,ω)表示激励信号与超声导波回波信号之间的传递函数；

分别对复合材料整体的每个像素点的激励信号和虚拟二次超声导波回波信号进行傅里叶逆变换，获得复合材料整体的每个像素点的激励信号的时域信号和虚拟二次超声导波回波信号的时域信号；

根据复合材料整体的每个像素点的激励信号的时域信号I(t)和虚拟二次超声导波回波信号的时域信号V(t)，利用公式计算复合材料整体的每个像素点的缺陷损伤指数DI；其中，t₀表示扫描起始时间，t₁表示扫描结束时间，t表示时间积分变量；

根据复合材料整体的每个像素点的缺陷损伤指数，构建复合材料整体的空间离散成像矩阵Image(m,n)为：其中，DI(i，j)为复合材料整体的像素点(i，j)的缺陷损伤指数，m表示x方向扫描的复合材料整体的像素点数，n表示y方向扫描的复合材料整体的像素点数。