[发明专利]基于超声阵列底面反射法的各向异性材料损伤评价方法

权利要求书

1.基于超声阵列底面反射法的各向异性材料损伤评价方法，其特征在于：基于超声阵列底面反射法获得各向异性材料纵波声速、最高幅值随入射角、旋转角的三维分布，并建立特征值与损伤程度之间的关系；具体的计算步骤如下：

(1)超声阵列底面反射法信号采集

将各向异性材料加工为等厚板状试样；以超声阵列某一阵元作为发射阵元，其他作为接收阵元，独立接收试样底面回波A扫描信号；

(2)基于小波变换读取声时及纵波声速计算

对步骤(1)中采集到的A扫描信号进行连续小波变换，读取不同阵元信号最高近似系数对应的声时，根据超声阵列发射阵元和其他阵元的尺寸、位置关系，计算超声入射角：

θ_ij＝arctan((2d)/|x_i-x_j|) (1)

其中，θ_ij为超声入射角，x_j，x_j分别为发射阵元和接收阵元位置，d为板状试样厚度，各角度下纵波声速计算如下：

其中t_ij为不同阵元信号最高近似系数对应的声时；从A扫描信号中读取最高幅值，建立纵波声速、最高幅值随入射角的变化曲线；

(3)超声阵列不同旋转角下信号采集

改变超声阵列与各向异性材料试样接触面内旋转角，确保旋转过程中耦合良好；重复步骤(1)和(2)，采集不同旋转角下的A扫描信号，计算不同旋转角下纵波声速、最高幅值随入射角的变化曲线，获得各向异性材料纵波声速、最高幅值随入射角、旋转角的三维分布；

(4)不同损伤程度的信号采集

对于不同损伤程度下的各向异性材料试样，重复步骤(1)～步骤(3)，获取纵波声速、最高幅值随入射角、旋转角的分布，并建立该分布随损伤参量的变化趋势；

(5)超声特征值提取与损伤程度评价

分析步骤(4)所得结果的分布特征，提取特定入射角、旋转角下纵波声速、最高幅值作为超声特征值，并建立其与损伤参量的关联关系，评价各向异性材料损伤程度。

2.根据权利要求1所述的基于超声阵列底面反射法的各向异性材料损伤评价方法，其特征在于：所述损伤为老化损伤和早期力学损伤。