● 摘要
在航空航天的实际应用中，大部分的构件是外形复杂、厚度不一的复合材料结构件，而变厚度复合材料构件在生产加工过程中不可避免地要形成脱粘、分层、孔隙、夹杂等缺陷，大大影响了变厚度复合材料构件的使用性能和寿命，有时还会造成灾难性的事故和巨大的经济损失。
为保障变厚度复合材料构件质量，研究了变厚度复合材料构件超声无损检测的原理，提出了一种基于灵敏度补偿的自动化检测方法，开发了一套变厚度复合材料构件超声检测系统。
首先，依据变厚度构件超声检测声学传播衰减特性，研究了针对变厚度构件超声检测的厚度衰减原理和曲率衰减原理，并在此基础上分析了变厚度构件超声检测的关键：灵敏度的影响因素。结合工业应用中对超声无损检测高效性、易操作性的要求，研究了灵敏度的控制方式和控制策略，进而提出了一种适合工业应用的灵敏度补偿方法。通过对比分析选取了适合变厚度构件超声检测的方式。
其次，超声检测的结果是通过信号表征来实现的，研究了变厚度构件超声检测系统的信号提取过程。在数据采集之前确定系统的信号同步机制，研究了变厚度构件检测的路径规划方法。根据超声检测系统的数据采集原理，开发了数据采集功能，并对采集来的原始信号进行了分析，实现变厚度构件检测的成像，完成表征过程。
最后，根据变厚度构件超声检测理论和信号获取方法，完成检测系统软件开发，搭建了实验系统平台。分别完成了变厚度金属结构件和变厚度复合材料结构件的超声检测，验证了检测方法的可行性，同时验证了研制的变厚度复合材料构件超声检测系统能很好地完成变厚度复合材料构件的检测。
研究工作表明，利用灵敏度补偿和信号分析方法检测变厚度复合材料构件的方法是可行的。