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国际刊号:1005-2615
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周正干 李尚凝 李洋.相控阵超声检测方案设计关键技术及其在航空航天领域的应用[J].南京航空航天大学学报,2017,49(4):461-467
相控阵超声检测方案设计关键技术及其在航空航天领域的应用
Key Techniques of Ultrasonic Phased Array Testing Solution Design and Its Application in Aerospace
  
DOI:
中文关键词:  相控阵超声检测;射线追踪;声场分析;成像算法
英文关键词:ultrasonic phased array testing; ray tracing; acoustic field analysis; imaging algorithm
基金项目:
作者单位
周正干 李尚凝 李洋 北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京,100083 
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中文摘要:
      相控阵超声检测技术是一种多通道超声检测方法,与常规单通道水浸超声检测技术相比,检测方案的制定更加灵活也更加复杂。在针对复杂型面结构进行检测方案设计时,错误的检测方案将可能产生缺陷的 误检、漏检等严重问题。为了针对航空航天领域广泛存在的复杂结构试件制定最优的相控阵超声检测方案,本文提出了一套针对复杂型面结构的相控阵超声检测方案设计流程,并对其中涉及的关键技术和应用进行介绍。首先,对流程框架进行总体概述,表明检测方案设计的重要性和必要性;然后针对其中涉及的5项关键理论方法的核心原理及用途进行介绍;最后搭建相控阵超声软硬件平台,实现上述关键理论方法,并用于航空航天典型结构件的检测研究。研究结果表明,所制定方案能够准确检出结构内部的预埋缺陷,满足被测对象的检测要求,并且所提出的检测方案设计流程及采用的关键理论方法有效地提高了检测方案的设计效率,对航空航天等重要领域复杂结构试件的检测应用具有一定的理论指导及应用价值。
英文摘要:
      Ultrasonic phased array (PA) testing is a multi-channel ultrasonic testing (UT) method. Compared with the conventional singular-channel water-immersion ultrasonic testing method, the design of PA testing solution is more flexible and more complex. In the design of a PA testing solution for the structures with complex surface, some mistakes may lead to false detection or missing detection. To design an optimal PA testing solution for structures with complex surface in aerospace, this paper puts forward a design method of PA testing solution and introduces the involved essential techniques and its applications. Firstly, a general overview of the design framework is made to indicate its importance and necessity. Then, the essential techniques of five involved theoretical approaches and their applications are illustrated. Lastly, a PA testing software and hardware platform based on the above techniques is established and applied to the typical structures in aerospace. The results show that the designed PA testing solution can accurately detect the embedded defects within the structure. The proposed design method and the adopted theoretical approaches can improve the design efficiency, and have theoretical significance and a broad application prospect on the detection of complex structures in aerospace and other important fields.
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