金属学报

作者：武玉鹏, 张博, 李经明, 张双楠, 吴颖, 王玉敏, 蔡桂喜

单位：1 中国科学院金属研究所 沈阳 110016；2 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：整体叶环,连续SiC纤维,复合材料,超声检测,爬波,

基金：国家自然科学基金项目(51605468);中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目(Y8M1734171);辽宁省自然科学基金项目(2019-MS-334)

基于超声头波(head-waves)理论，当探头以一定角度激励出的折射纵波传播到界面时产生能量较高的爬波，据此建立了连续SiC纤维增强钛合金基复合材料(Ti-MMC)整体叶环中SiC纤维环断丝缺陷超声爬波检测的有限元仿真模型，分析了多层介质界面超声波传播特性及爬波遇到断丝缺陷时的衍射现象。仿真结果表明，在缺陷上方的水层中会产生明显的缺陷信号波。根据仿真结果，设计制作了超声爬波(5 MHz，20°)-水浸聚焦(5 MHz，直径6 mm)组合探头和带有纤维断丝的人工缺陷试样，采用超声C扫描设备进行了检测实验。结果表明，超声爬波法能够成功地检测纤维环试样中不同深层的3层断丝缺陷(裂纹自身高度约0.42 mm)。该方法简单、经济、快速，有望解决Ti-MMC整体叶环中深埋型纤维环断丝缺陷的无损检测难题。

来源：2020年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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