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摘要
在金属与橡胶等非金属材料组成的多层粘接结构中，各介质间声阻抗差异显著，橡胶等介质超声衰减系数大，致使该类结构的声学特性复杂。在采用常规超声检测方法时，由于深层界面回波信号微弱，脱粘缺陷特征识别困难，且检测效率低下。为了提高多层粘接结构中脱粘缺陷的检出能力，提出了基于线性阵列超声换能器的超声检测评价新方法。首先，分析了声波在粘接界面的传播特性，得出了声波在多介质层系的反射系数频谱关系。然后，基于多层粘接结构的三维CAD检测模型，建立了多层结构的阵列超声声束路径通用计算方法；依据多层介质的刚度矩阵传递模型，构建了数值仿真分析模型，实现了阵列超声聚焦方案和检测工艺的设计。最后，分析了不同粘接状态下界面回波信号的幅度谱，提出了采用幅度谱特征进行C扫描成像的方法。实验结果表明，所提出的阵列超声检测方法可有效提升多层粘接结构的检测效率，提高检测信噪比，降低脱粘缺陷C扫描成像表征的复杂度。
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单位上海航天精密机械研究所; 北京航空航天大学; 自动化学院
