摘要:航空复合材料作为飞机轻量化的关键技术,在航空领域应用十分广泛。 然而,在大型化、复杂化、智能化发展新形势下, 复合材料非接触多损伤快速检测技术亟需突破。 基于此,提出了基于希尔伯特边际谱和空气耦合超声导波复合路径交叉成像 的复合材料多损伤快速成像方法。 首先,通过数值模拟分析复合材料板中导波的传播特性,确定超声探头最佳入射角度以及复 合材料板中导波的传播模态;其次,为解决多损伤成像易出现伪像的问题,利用空气耦合超声导波进行双正交方向扫描,采集导 波沿复合材料纤维铺层方向 0°、45°、90°及 135°传播时的信号;接着,利用完全集成经验模态分解与自适应噪声算法并结合能 量熵对原始信号的本征模态函数进行优选,以提取主要的信号分量,降低噪声的影响,然后,利用希尔伯特边际谱计算优选后信 号的能量,确定损伤因子;最后,将损伤因子数组扩充为矩阵,并按正交角度分为两组,组内损伤因子矩阵相加,再组间相乘得到 最终损伤图像。 试验结果表明,单一损伤最大定位误差为 2. 3 mm,多损伤定位误差为 12. 5 mm,同时相较于逐点 C 扫描效率提 高 168. 9% 。 所提方法能够有效提升大尺寸试样的检测效率和多损伤定位精度。