基于非线性声学时间反转法的复合材料界面缺陷无损检测研究

复合材料在航空航天等国家基础性产业中发挥着越来越重要的作用，为提高其使用中的可靠性，必须对其进行无损检测。然而，目前广泛应用的线性超声检测方法对微缺陷不敏感。为此，本项目拟采用对微缺陷敏感的非线性声学方法进行复合材料的无损检测，同时由于非线性声学信号通常比较弱，将采用时间反转的方法对缺陷衍射的非线性声信号进行聚焦。项目将首先从理论出发，研究有限幅值超声波在含界面裂纹的复合材料中的传播规律，以及非线性声学时间反转法自适应聚焦的原理，在此基础上，设计并实现非线性声学时间反转法检测复合材料界面缺陷的实验系统，并对带预制缺陷的试件进行测试，检验所建立实验系统的有效性。本项目的开展，将有力地推动非线性时间反转声学无损检测方法的发展与应用，有望提高当前复合材料的微缺陷检测和寿命评估水平。

随着复合材料在国民经济各领域中的广泛应用，对复合材料缺陷的无损检测也变得越来越重要。然而，目前广泛应用的线性超声检测方法对微缺陷不敏感。为此，本项目在相控阵超声无损检测技术的基础上发展了对微缺陷更敏感的非线性相控阵无损检测方法，对带预制缺陷的多种试件进行了系统测试，并评估了非线性相控阵超声无损检测方法的性能。结果表明，非线性超声相控阵无损检测技术与传统线性超声相控阵无损检测相比具有空间分辨力高、缺陷分辨力强等特点，而基于反相脉冲的非线性相控阵超声无损检测在空间分辨力上比基于滤波的非线性成像方法又有比较显著的提高。本项目的研究结果对提高当前复合材料的微缺陷检测和寿命评估水平有一定的借鉴意义。