Inversion Principle and Application of Ultrasonic Detecting Surface or Interface Integrity Parameters of Aviation Functional Coatings

摘要: 热障涂层、吸波涂层等航空功能涂层缺陷、几何、结构、性能等表界面完整性参数的精准控制,对于兼顾、平衡其综合性能至关重要。提出航空功能涂层表界面完整性多参数的超声检测反演原理。原理基于超声波在涂层多界面结构中的作用机制,将模型正则化、数据正则化与灵敏度矩阵分析相结合,提出面向材料的特征检测信号正则化策略,并依据特征检测信号与表界面完整性多参数的相关性,发展了基于灵敏度矩阵(Sensitivity matrix, SM)的涂层表界面完整性多参数超声反演方法。以等离子体喷涂Al2O3涂层多个弹性常数的超声检测为例,阐述超声检测原理的实施效果。结果表明Al2O3涂层弹性常数C11、C13、C33、C44的反演结果分别为158.9 GPa、44.1 GPa、244.1 GPa、31.6 GPa,其中C44的反演结果与试验结果之间相对误差不超过4.5%。所提出的超声检测反演原理为基于传统"试错法"超声检测难以解决的多参数复杂无损检测问题提供有效解决途径。