BR102017023106A2 - Caracterização de rugas e previsão de desempenho para estruturas compostas - Google Patents

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Abstract

a presente invenção refere-se aos métodos que proporcionam caracterização de rugas e previsão de desempenho para estruturas compostas enrugadas, usando análise estrutural automatizada. de acordo com algumas concretizações, o método combina o uso de dados ultrassônicos de varredura b, a medida óptica automatizada de rugas e da geometria das seções transversais, e a análise de elementos finitos de estrutura composta enrugada, para proporcionar a capacidade de acesso à importância real de uma ruga detectada, relativa ao desempenho desejado da estrutura. o método descrito usa um sistema de inspeção ultrassônica, que tenha sido calibrado por correlação de dados ultrassônicos de varredura b, obtidos de padrões de referência, com medidas de seções transversais ópticas (por exemplo, micrografias) desses padrões de referência.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CARACTERIZAÇÃO DE RUGAS E PREVISÃO DE DESEMPENHO PARA ESTRUTURAS COMPOSTAS".
ANTECEDENTES
[0001] A presente invenção refere-se à inspeção não destrutiva de estruturas ou partes e, mais particularmente, a sistemas e métodos para caracterizar ou avaliar anomalias, tais como rugas, em uma estrutura laminada, tal como uma estrutura composta ou uma estrutura similar.
[0002] Novos materiais compostos e modelos leves estão sendo usados amplamente na indústria aeroespacial para aeronaves comerciais e outros veículos aeroespaciais, bem como em outras indústrias. As estruturas usando esses materiais compostos podem ser formadas usando múltiplas películas ou camadas de material reforçado com fibra, que podem ser laminados conjuntamente para formar uma estrutura de alta resistência mecânica, leve. A fabricação de uma estrutura laminada composta, para aplicações aeroespaciais, pode resultar em ruga fora de plano indesejável de camadas, que pode ter um impacto no desempenho da estrutura com base no tamanho da ruga. As rugas em estruturas e reparos compostos podem degradar o desempenho delas. A garantia de qualidade e a certificação para a produção de peças em indústrias, tal como a indústria aeroespacial, requer que a peça seja construída para satisfazer determinados padrões e especificações de projeto. Para algumas peças, pode haver um critério de aceitação padronizado com base no tamanho da ruga. Consequentemente, é desejável que seja possível detectar e medir com precisão o tamanho de quaisquer rugas em uma estrutura ou peça.
[0003] A inspeção visual da superfície de uma estrutura composta pode identificar rugas, mas não medi-las ou caracterizá-las. Devido à sua incapacidade de quantificar as características de uma ruga, em um cuidado exagerado o pior caso pode ser considerado, a menos que meios para medir o tamanho da ruga (frequentemente, em termos do comprimento L dividido pela altura H) possam ser proporcionados. Também, as rugas mais profundas na estrutura não podem ser vistas, de modo algum, visualmente da superfície.
[0004] As rugas subsuperficiais podem ser identificadas por uso de técnicas de inspeção ultrassônica. No entanto, as rugas detectadas ultrassonicamente são tipicamente quantificadas por meio de seccio-namento e polimento destrutivos do material composto, captura de uma imagem (isto é, micrografia) da seção transversal do material composto usando um microscópio, e exame das micrografias coletadas no local da ruga. Isso provoca um trabalho intenso em tempo e caro, que pode ser desnecessário. Por exemplo, durante uma atividade de desenvolvimento de peças de programas (manufatura pré-produção e verificação pré-produção), muitos cortes em pedaços, polimento e medidas de ruga são feitos, que são muito caros.
[0005] Há uma necessidade para métodos para a caracterização não destrutiva de uma ruga em material composto, e depois a determinação da importância das características detectadas relativas ao desempenho desejado por uso de análise estrutural automatizada. RESUMO
[0006] O objeto descrito no presente relatório descritivo é dirigido aos métodos, que proporcionam caracterização de rugas e previsão de desempenho para estruturas compostas enrugadas, durante manufatura ou reparo. Mais especificamente, os métodos para a caracterização não destrutiva de uma ruga em material composto, e depois determinação da importância das características detectadas, relativas ao desempenho desejado, usando análise estrutural automatizada, são descritos.
[0007] De acordo com algumas concretizações, o método combina o uso de dados ultrassônicos de varredura B, medida óptica automatizada de rugas e geometria de seções transversais, e análise de elementos finitos (FEA) de estrutura composta enrugada, para proporcionar a capacidade para acesso à importância real de uma ruga detectada, relativa ao desempenho desejado da estrutura. O resultado é a economia de tempo e do custo de seccionar ou reparar em muitos casos, e a validação do uso da estrutura ou do reparo, com base em dados de engenharia.
[0008] De acordo com uma concretização, um método para caracterizar rugas em uma estrutura composta e depois previsão do desempenho da estrutura composta enrugada, com base naquelas caracterizações de rugas, usa um sistema de inspeção ultrassônica, que seja calibrado por correlação de dados ultrassônicos de varredura B com as medidas de seções transversais ópticas (por exemplo, micrografias) de padrões de referência. Isso apresenta o benefício que os dados ultrassônicos de varredura B, coletados das estruturas compostas originais ou reparadas, em produção ou em manutenção (isto é, sem padrões de referência), podem ser usados para caracterizar rugas na estrutura composta, sem a necessidade de destruir essa estrutura composta, para obter seções transversais ópticas. Em outras palavras, a caracterização de rugas, obtenível de uma seção transversal óptica, pode ser deduzida dos resultados da varredura B, sem corte da peça inspecionada, para obter uma seção transversal óptica. Mais especificamente, os dados de varredura B podem ser convertidos em uma caracterização de perfil de rugas, sem a necessidade de fazer medidas de seções transversais ópticas, devido ao procedimento de pré-calibração, que tenha correlacionado dados de varredura B a dados de medidas de seções transversais ópticas.
[0009] Um aspecto do objeto, descrito em detalhes abaixo, é um método para calibrar um sistema de inspeção ultrassônica, compreendendo: (a) formação de uma multiplicidade de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados ultrassônicos de varredura B da multiplicidade de padrões de referência usando um sistema de inspeção ultrassônica; (c) corte dos padrões de referência para expor as seções transversais; (d) formação de imagens das seções transversais expostas para produzir seções transversais ópticas; (e) medida de características da pelo menos uma ruga de cada padrão de referência, que aparece nas seções transversais ópticas, para obter os dados de medidas de seções transversais ópticas; e (f) correlação dos dados ultrassônicos de varredura B com os dados de medidas de seções transversais ópticas. Os dados de medidas de seções transversais ópticas compreendem os dados representativos de comprimentos de onda e de espessuras máximas de rugas nos respectivos padrões de referência.
[0010] Outro aspecto do objeto descrito detalhadamente abaixo é um sistema ultrassônico de formação de imagens, tendo um modo de varredura B, no qual as amplitudes dos eixos de tempo e profundidade e os ajustes de tempo - porta para uma janela de varredura B são baseados em uma correlação de dados ultrassônicos de varredura B com dados de medidas de seções transversais ópticas.
[0011] Outro aspecto do objeto, descrito em detalhes abaixo, é um método para inspeção não destrutiva de estruturas compostas, compreendendo: (a) calibração de um sistema de inspeção ultrassônica com base na correlação de dados ultrassônicos de varredura B com dados de medidas de seções transversais ópticas, obtidos de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados de inspeção não des- trutiva de uma peça feita de material composto, usando o sistema de inspeção ultrassônica, após completamento da etapa (a); (c) detecção da presença de uma ruga na peça, com base nos dados de inspeção não destrutiva coletados na etapa (b); (d) coleta de dados ultrassôni-cos de varredura B da peça usando o sistema de inspeção ultrassônica; e (e) medida das dimensões da ruga na peça, com base nos dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (d). De acordo com algumas concretizações, os dados de inspeção não destrutiva são coletados na etapa (b), usando pelo menos um dos seguintes: uma técnica ultrassônica, termografia infravermelha, uma técnica de dispersão traseira de raios X, uma tomografia computadorizada de raios X ou uma laminografia de raios X.
[0012] Ainda outro aspecto do objeto, descrito em detalhes abaixo, é um método para inspeção não destrutiva de estruturas compostas, compreendendo: (a) calibração de um sistema de inspeção ultrassônica, baseado na correlação de dados ultrassônicos de varredura B e de dados de medidas de seções transversais ópticas, obtidos de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados ultrassônicos de varredura B de uma peça feita de material composto, usando o sistema de inspeção ultrassônica, após completamento da etapa (a); (c) detecção da presença de uma ruga na peça, com base em dados ultrassô-nicos de varredura B coletados na etapa (b); e (d) medida das dimensões da ruga na peça, com base nos dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (b).
[0013] Outro aspecto do objeto, descrito em detalhes abaixo, é um método para prever o desempenho de uma estrutura composta enrugada, compreendendo: (a) calibração de um sistema de inspeção ultrassônica, baseado na correlação de dados ultrassônicos de varredura B e de dados de medidas de seções transversais ópticas, obtidos de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados ultrassôni-cos de varredura B de uma estrutura composta enrugada, usando o sistema de inspeção ultrassônica, após completamento da etapa (a); (c) medida das dimensões de uma ruga na estrutura composta enrugada, com base nos dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (b), para obter as medidas de características de rugas; (d) geração de um modelo estrutural da estrutura composta enrugada, com base nas medidas de características de rugas obtidas na etapa (c); e (e) execução de uma análise estrutural do modelo estrutural. Esse método pode compreender ainda se a peça deve ser ou não rejeitada, com base nos resultados da análise estrutural.
[0014] Outros aspectos de métodos para caracterização de rugas em estruturas compostas e previsão de desempenho de estruturas compostas enrugadas são descritos abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0015] As características, as funções e as vantagens, descritas na seção precedente, podem ser obtidas independentemente em várias concretizações ou podem ser combinadas em mais outras concretizações. Várias concretizações vão ser descritas a seguir, com referência aos desenhos, com o fim de ilustrar os aspectos descritos acima e outros.
[0016] A Figura 1 é uma vista frontal de uma seção transversal óptica, que inclui uma disposição flexível de transdutores, por meio da qual uma estrutura de aeronave pode ser inspecionada não destrutivamente.
[0017] A Figura 2 mostra janelas de varredura A, varredura B e varredura C simuladas, apresentando dados de tempo e amplitude simulados relativos à inspeção de uma estrutura.
[0018] A Figura 3 é um diagrama ilustrando um instrumento de en- saio não destrutivo, tendo um transdutor ultrassônico acoplado acusti-camente a uma estrutura laminada a ser inspecionada.
[0019] A Figura 4 é um gráfico de um perfil de eco, gerado pelo transdutor ultrassônico ilustrado na Figura 3.
[0020] A Figura 5 é um fluxograma identificando as etapas de um método para caracterização de rugas em uma estrutura composta, e depois previsão do desempenho da estrutura composta enrugada, de acordo com uma concretização.
[0021] A Figura 6 é um diagrama representando um perfil de ruga idealizado em uma estrutura composta, compreendendo uma multiplicidade de camadas.
[0022] A Figura 7 é um diagrama representativo de uma vista seccional, tomada de um modelo de elementos finitos tridimensional, que é baseado no perfil de ruga idealizado ilustrado na Figura 6.
[0023] A Figura 8 é um diagrama representando uma micrografia de uma estrutura composta, compreendendo uma multiplicidade de camadas e tendo linhas de investigação superpostas nos respectivos limites das camadas, incluindo uma linha de investigação superposta no limite de camada tendo profundidade máxima.
[0024] A Figura 9 é um diagrama representando uma imagem de varredura B de uma estrutura composta, compreendendo uma multiplicidade de camadas e tendo uma linha de traços superposta ao limite das camadas com profundidade máxima.
[0025] A Figura 10 é um diagrama representativo de uma vista seccional, tomada de um modelo de elementos finitos tridimensional, que é baseado no perfil de ruga preciso ilustrado na Figura 8.
[0026] A Figura 11 é um diagrama representativo de uma parte de um modelo de elementos finitos tridimensional de um corpo de prova laminado enrugado, tendo um perfil enrugado.
[0027] A Figura 12 é um diagrama de blocos identificando os com- ponentes de um sistema computadorizado, adequado para executar funções de processamento de dados automatizadas, que preveem o desempenho de uma estrutura composta enrugada.
[0028] Vai-se fazer referência a seguir aos desenhos, nos quais os elementos similares, em diferentes desenhos, conduzem os mesmos números de referência.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0029] Com o fim de ilustração, os sistemas e os métodos, para inspeção não destrutiva de estruturas feitas de material composto (por exemplo, um laminado composto feito de plástico reforçado com fibra), que propiciam a identificação e a quantificação de rugas em estruturas compostas e a previsão de desempenho, vão ser descritos em detalhes. No entanto, nem todos os aspectos de uma implementação real são descritos neste relatório descritivo. Uma pessoa versada na técnica vai considerar que no desenvolvimento de quaisquer dessas concretizações, devem ser feitas várias decisões específicas de implementações para obter os objetivos específicos do desenvolvedor, tal como concordância com as sujeições relativas ao sistema e as comerciais, que vão variar de uma implementação à outra. Além do mais, vai-se considerar que esse esforço de desenvolvimento pode ser complexo e intenso em tempo, mas, não obstante, ser uma rotina executada por aqueles versados na técnica tendo o benefício desta descrição.
[0030] Os métodos descritos em detalhes abaixo proporcionam uma caracterização de rugas e previsão de desempenho para estruturas compostas, durante manufatura ou reparo. De acordo com algumas concretizações, o método combina o uso de dados ultrassônicos de varredura B, medida óptica automatizada de rugas e geometria de seções transversais, e análise de elementos finitos (FEA) de estrutura composta enrugada, para proporcionar a capacidade de acesso à im- portância real de uma ruga detectada, relativa ao desempenho desejado da estrutura. Para permitir que uma pessoa versada na técnica entenda melhor o contexto das inovações descritas no presente relatório descritivo, uma explicação completa de técnicas ultrassônicas de varredura usando dispositivos de inspeção ultrassônica vai ser então descrita com referência às Figuras 1 - 4.
[0031] A Figura 1 mostra os componentes de um sistema exempli-ficativo para inspeção ultrassônica de estruturas compostas, tais como elementos ou componentes estruturais de aeronaves. O sistema de inspeção ultrassônica 10 inclui uma disposição de transdutores ultras-sônicos linear 12, um controlador de disposição 14 (por exemplo, uma unidade pulsadora/receptora), e um dispositivo de computação e exibição 16. A disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 compreende uma linha de transdutores ultrassônicos 18 espaçados com passo constante. Em concretizações alternativas, a disposição de transdutores ultrassônicos pode ser uma disposição bidimensional flexível de transdutores ultrassônicos. Em um modo de pulso - eco, cada transdu-tor ultrassônico tanto envia quanto recebe ondas ultrassônicas.
[0032] Em um aparelho ultrassônico de pulso - eco, uma onda sonora de alta frequência, gerada por um transdutor ultrassônico 18, entra em uma estrutura inspecionada (não mostrada na Figura 1) no local de interesse. Na medida em que a onda ultrassônica entra pela espessura da estrutura inspecionada, a onda ultrassônica entra em contato com quaisquer áreas de descontinuidade localizadas no caminho do feixe. Essas descontinuidades podem incluir um vazio ou uma área de porosidade de resina, uma deslaminação, uma ruga, material estranho, ou uma variação em rigidez provocada por uma camada composta formada de um material diferente, etc. Quando a onda ultrassônica colide na descontinuidade, uma parte da energia sonora é refletida de volta pela peça na direção do transdutor ultrassônico 18.
[0033] Cada transdutor ultrassônico 18 é isolado em tempo para agir tanto como um transmissor, que produz pulsos de ondas ultrassô-nicas, e como um receptor, que registra as ondas ultrassônicas retornadas. O tempo entre quando um pulso é transmitido e um sinal de retorno é recebido é igual ao tempo que leva para que a onda ultras-sônica passe pela estrutura inspecionada, colida na descontinuidade e volte para o transdutor ultrassônico 18. Desse modo, o tempo entre a transmissão e a recepção é relacionado à profundidade da desconti-nuidade. A amplitude do sinal de retorno é relacionada à grandeza da descontinuidade, pois quanto maior a descontinuidade, mais energia ultrassônica vai ser refletida de volta na direção do transdutor ultrassônico 18.
[0034] A disposição de transdutores ultrassônicos 12 é uma comunicação eletrônica com o controlador da disposição por meio de um cabo 22. Alternativamente, o meio para comunicações sem fio pode ser proporcionado. O controlador da disposição 14 energiza cada transdutor ultrassônico 18 para enviar um pulso ultrassônico para a estrutura inspecionada e depois receber um sinal elétrico gerado pelo transdutor ultrassônico 18, quando um sinal de eco ultrassônico retornar da estrutura inspecionada. Um sinal de eco ultrassônico de retorno pode incluir múltiplos pulsos de eco distribuídos no tempo, refletidos de superfícies e bordas que são previstas e de dano que seja digno de investigação e reparo. O sinal elétrico, gerado pelo transdutor ultras-sônico 18, transporta os dados de amplitude e tempo correspondentes às amplitudes e tempos de chegada de pulsos de eco dentro do sinal de eco ultrassônico. Os dados de amplitude e tempo podem ser usados para discriminar os pulsos de eco relativos ao dano dos pulsos de eco refletidos de características não danificadas de uma estrutura. De acordo com um esquema de inspeção, após o controlador da disposição 14 energizar um transdutor ultrassônico 18 e coletar dele dados de amplitude e tempo, um breve período de quiescência então passa antes que o controlador energize outro transdutor. Por manutenção das operações de pulsos- ecos de cada transdutor ultrassônico 18, separadas em tempo das operações de outros transdutores, a diafonia entre os transdutores é evitada e os dados coletados de cada transdutor podem ser associados com cada local de transdutor. Desse modo, quando uma disposição de transdutores ultrassônicos 12 é disposta em uma estrutura, os dados coletados dos transdutores podem ser associados com as propriedades localizadas da estrutura, nos respectivos locais dos transdutores.
[0035] O dispositivo de computação e exibição 16 recebe os dados de amplitude e tempo do controlador da disposição 14 e exibe graficamente os dados em uma tela de exibição, para interpretação por um usuário com a intenção de identificar danos em uma estrutura inspecionada. Por exemplo, na Figura 2, a tela de exibição exibe os dados simulados de uma disposição de transdutores. Em particular, a Figura 2 exibe uma representação gráfica de formas de ondas simuladas de um transdutor particular em uma janela de varredura A 24, uma imagem de profundidade de seção transversal simulada de uma disposição de transdutores ultrassônicos linear disposta verticalmente em uma janela de varredura B vertical 26, uma imagem de profundidade de seção transversal simulada de uma disposição de transdutores ul-trassônicos linear disposta horizontalmente em uma janela de varredura B horizontal 28, e uma imagem de eco - amplitude simulada construída durante movimento linear da disposição de transdutores ultrassônicos linear pela superfície da estrutura inspecionada em uma janela de varredura C 30.
[0036] As imagens de varredura A, varredura B e varredura C na Figura 2 são imagens simuladas de um modo que os dados simulados seja exibidos graficamente para representar os dados coletados reais por uma disposição de transdutores real. Ainda que algumas dessas imagens sejam baseadas pelo menos em parte em dados reais, devem ser visualizadas como ilustrações fabricadas e proporcionadas para auxiliar no entendimento da tecnologia associada às inovações descritas em detalhes abaixo. Outras indicações relativas à natureza simulada dessas imagens não são apresentadas nas descrições apresentadas a seguir com o intuito de brevidade. No entanto, todas as imagens de varredura A, varredura B e varredura C, descritas no presente relatório descritivo, devem ser entendidas como imagens simuladas.
[0037] Os dados simulados, mostrados nas exibições da Figura 2, representam os dados reais gerados por uso de uma disposição de transdutores ultrassônicos linear, tendo pelo menos 32 transdutores dispostos em uma única linha, que tenha sido movimentada incrementai e periodicamente, de modo que os dados sejam obtidos em oito posições sucessivas espaçadas igualmente. Um cursor em forma de cruz 32 é disposto em um pixel particular disposto ao longo de uma linha de pixels 34 e ao longo de uma coluna de pixels 36. Desse modo, o pixel sob o cursor em forma de cruz 32 corresponde a um local particular na superfície de uma estrutura inspecionada, e a janela de varredura C 30 exibe uma imagem de uma área de uma estrutura inspecionada pela disposição de transdutores ultrassônicos linear pela área C. A imagem de varredura C inclui as imagens de partes danificadas 38 e 40 da estrutura inspecionada distinguidas por colorações de pixels (não mostradas nas imagens simuladas apresentadas na Figura 2) de uma área de fundo não danificada 42, correspondente a uma área não danificada da estrutura. A janela de varredura B 28 exibe uma imagem de profundidade de seção transversal de varredura B das partes danificadas 38 e 40, obtida dos dados correspondentes à linha de pixels 34 na imagem de varredura C. De modo similar, a janela de varredura B 26 exibe uma imagem de profundidade de seção transversal de varredura B da parte danificada, obtida dos dados correspondentes à coluna de pixels 36.
[0038] Um entendimento da imagem de varredura C da Figura 2 pode ser obtido por consideração da janela de varredura A 24. Um transdutor particular, que corresponde ao pixel sob o cursor em forma de cruz 32 na janela de varredura C 30, envia um pulso ultrassônico a uma estrutura e um sinal de eco ultrassônico retornado para o transdutor. O transdutor recebe o sinal de eco e gera um sinal elétrico, representado pela representação gráfica de forma de onda, que representa uma amplitude de sinal em um eixo vertical 50 e um tempo em um eixo horizontal 52 na janela de varredura A 24. A janela de varredura C 30 exibe uma imagem de varredura C de amplitude de eco, em que a coloração de cada pixel nela corresponde a uma amplitude de uma parte de um sinal de eco. Em particular, a coloração do pixel sob o cursor em forma de cruz 23, na janela de varredura C, se refere às amplitudes de pulsos de eco presentes na parte isolada de tempo 54 da representação de forma de onda na janela de varredura A. A amplitude dentro da parte isolada de tempo pode ser obtida de uma função nivelada e integrada da representação de forma de onda, de acordo com princípios matemáticos conhecidos.
[0039] A janela de varredura B 28 na Figura 2 exibe uma imagem de profundidade em seção transversal (a seção sendo ao longo de um primeiro eixo) de uma parte da estrutura sob inspeção. A imagem corresponde à linha de pixels 34 na janela de varredura C 30. As posições dos transdutores são representadas ao longo de um eixo horizontal 60, e as profundidades das características produtoras de eco, tal como dano, são representadas ao longo de um eixo vertical 62. Cada pixel dentro da imagem é colorido de acordo com a amplitude de qualquer pulso de eco recebido pelo transdutor correspondente da profun- didade correspondente. A profundidade é derivada do tempo de voo (TOF), medido entre o envio de um pulso ultrassônico para uma estrutura e o retorno de um pulso de eco. Se a velocidade de propagação de pulsos ultrassônicos for conhecida para um material inspecionado particular, o eixo vertical 62 pode ser calibrado relativo às dimensões de profundidades lineares, de acordo com o TOF de cada pulso de eco. O eixo vertical pode ser calibrado empiricamente usando uma amostra de material, tendo uma profundidade calibrada.
[0040] Como mencionado acima, a imagem de varredura B, na janela de varredura B 28, representa uma vista em seção transversal da estrutura inspecionada. As partes 38 e 40 da imagem de varredura B correspondem às partes danificadas 38 e 40, respectivamente, exibidas na janela de varredura C. Entre as partes 38 e 40 da imagem de varredura B, uma parte de imagem de varredura B 42, representando uma estrutura não danificada, é mostrada. Desse modo, um operador pode visualizar a imagem de eco - amplitude na janela de varredura C 30, para apreciara uma imagem em vista em planta de dano, e depois visualizar a imagem de profundidade em seção transversal na janela de varredura B 28, para apreciar a distribuição de profundidade do dano em um plano em seção transversal dentro da estrutura inspecionada.
[0041] A janela de varredura B, na Figura 2, exibe similarmente uma imagem de profundidade em seção transversal (a seção sendo ao longo de um segundo eixo ortogonal ao primeiro eixo) de uma parte da estrutura sob inspeção. Os dados de imagens exibidos na janela de varredura B 26 correspondem à coluna de pixels 36 na janela de varredura C 30. As posições dos transdutores são representadas ao longo de um eixo vertical 64, e as profundidades das características produtoras de eco, tal como dano, são representadas ao longo de um eixo horizontal 66. Cada pixel dentro da imagem é colorido de acordo com a amplitude de qualquer pulso de eco recebido pelo transdutor correspondente da profundidade correspondente.
[0042] Na Figura 2, na medida em que um operador manipula um dispositivo de interface de usuário, tal como um dispositivo de mouse móvel ou um teclado compacto tendo chaves direcionais, o cursor em forma de cruz 32 é disposto em locais variáveis dentro da janela de varredura C 30. Na medida em que o cursor é disposto em qualquer pixel particular, a janela de varredura A 34 exibe uma representação gráfica de forma de onda correspondente ao pixel particular. Além do mais, as janelas de varredura B 28 e 26 exibem imagens de profundidade tomadas ao longo de seções transversais mutuamente ortogo-nais. Os dados para as várias vistas são geralmente coletados primeiramente pelo sistema de inspeção ultrassônica 10 (Figura 1), e são depois visualizados e analisados por um operador. Não obstante, um operador pode iniciar a coleta de novos dados de ecos de pulsos para qualquer transdutor particular ou para toda a disposição por manipulação de controles virtuais disponíveis na tela de exibição mostrada na Figura 2.
[0043] A análise dos ensaios não destrutivos e de seus resultados de artigos manufaturados (tal como uma aeronave) inclui, de preferência, a participação de inspetores de ensaios não destrutivos treinados especialmente. Geralmente, o inspetor treinado vai ser chamado ao local de inspeção, com a finalidade de inspecionar a peça. Durante o procedimento de ajuste, tipicamente, o inspetor treinado vai calibrar o instrumento de ensaios não destrutivos para a área da peça a ser inspecionada.
[0044] A Figura 3 ilustra alguns componentes de um tipo de instrumento de ensaios não destrutivos a ser calibrado. Esse instrumento de ensaios não destrutivos (a seguir "sistema de inspeção ultrassônica") compreende uma disposição de transdutores ultrassônicos linear 12, conectada a uma unidade pulsadora - receptora 306 por um cabo elétrico (não mostrado). A disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 é colocada em uma superfície 102 de uma estrutura laminada composta exemplificativa 100, sob inspeção.
[0045] A estrutura laminada 100, ilustrada na Figura 3, pode ser parte de muitos diferentes tipos de estrutura composta, tais como aqueles encontrados em aeronaves, automóveis e outros veículos. A estrutura laminada composta 100 tem uma superfície frontal 102 e uma superfície posterior 104, e é composta de múltiplas camadas individuais 106. Cada camada 106 pode compreender um material plástico reforçado com fibra. As camadas 106 são unidas conjuntamente por resina. Durante uso normal, os materiais laminados compostos estão sujeitos a dano acidental. Em alguns casos, o dano resultante vai ser pequeno, enquanto que, em outros casos, o dano pode ser moderado a grave. Por exemplo, a estrutura laminada 100, na Figura 3, é ilustrada como sendo tão ligeiramente danificada, que uma marcação visivelmente evidente em um local de impacto 108, é meramente superficial e não uma ameaça à integridade da estrutura.
[0046] Um sistema de computação 300 é acoplado operacionalmente à unidade pulsadora/receptora 306. O sistema de computação 300 inclui um componente/sistema de obtenção de dados 302, configurado para obter dados da unidade pulsadora/receptora 306, e um módulo de análise 304, configurado para analisar os dados obtidos.
[0047] De acordo com algumas concretizações, o sistema de obtenção de dados 302 obtém dados com o tempo da unidade pulsadora/receptora 306 e controla a unidade pulsadora/receptora 306. O sistema de obtenção de dados 302 pode obter dados que a unidade pulsadora/receptora 306 proporciona com saída analógica e dados que a unidade pulsadora/receptora 306 proporciona com saída lógica transistor - transistor. O sistema de obtenção de dados 302 pode fazer com que os dados obtidos sejam armazenados ou pode proporcionar acesso aos dados obtidos em tempo real para análise.
[0048] De acordo com algumas concretizações, o módulo de análise 304 compreende um software, que é configurado para organizar e representar os dados obtidos, tal como em uma planilha eletrônica. O módulo de análise também pode analisar os dados obtidos para valores que são indicativos de falha ou uma imperfeição, tal como uma ruga, uma fissura, uma deslaminação ou soltura. Em uma concretização, se o módulo de análise 304 detectar o início de uma falha, o módulo de análise 304 pode fazer com que o sistema de computação 300 gere um alerta ou alarme. O módulo de análise 304 pode analisar os dados obtidos do sistema de obtenção de dados 302 em tempo real, na medida em que o sistema de obtenção de dados 302 obtém os dados da unidade pulsadora/receptora 306. O módulo de análise 304 também pode ter acesso aos dados armazenados que o sistema de obtenção de dados 302 fez com que fossem armazenados.
[0049] Além disso, um dispositivo de exibição 308 é acoplado operacionalmente ao sistema de computação 300. O dispositivo de exibição 308 pode exibir as imagens geradas pelo módulo de análise 304, em tempo real ou de dados armazenados. O dispositivo de exibição 308 pode também exibir imagens, tal como uma ou mais varreduras B, em tempo real de dados obtidos pelo sistema de obtenção de dados 302.
[0050] Durante o procedimento de inspeção, a disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 é tipicamente comprimida na superfície 102 da estrutura laminada 100. Em um modo de pulsos - ecos, a disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 envia pulsos ultrassônicos para a estrutura laminada composta 100 e então gera um sinal elétrico, quando um sinal de eco ultrassônico é retornado da estrutura. Um sinal de eco ultrassônico de retorno pode incluir múltiplos pulsos de retorno distribuídos no tempo. Os sinais de ecos ultrassôni-cos de retorno são referidos, no presente relatório descritivo, como "perfis de ecos". Os perfis de eco típicos incluem os pulsos de retorno refletidos das superfícies e bordas, que são esperados, e os pulsos de retorno refletidos de dano, que demandam investigação e reparo. O sinal elétrico gerado pela disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 transporta dados de amplitude de tempo, correspondentes às amplitudes e tempos de chegada dentro do perfil de eco. A unidade pulsadora/receptora 306 ativa o disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 para enviar pulsos ultrassônicos de saída e recebe os sinais elétricos gerados pelos elementos de transdutores ultrassônicos da disposição de transdutores ultrassônicos linear 12.
[0051] Com o intuito de ilustração, a operação de um único elemento da disposição de transdutores ultrassônicos linear 12 vai ser então descrito. Um único elemento de transdutor ultrassônico pode ser ativado para emitir um ou mais pulsos ultrassônicos para a estrutura laminada 100. Após cada pulso, esse mesmo elemento de transdutor ultrassônico pode detectar o perfil de eco 110, mostrado na Figura 4. No cenário ilustrado na Figura 4, o único elemento de transdutor ultrassônico é disposto ao longo da superfície 102, em um local no qual nenhuma imperfeição esteja presente na estrutura associada. Desse modo, o perfil de eco 110, detectado pelo sistema de inspeção ultras-sônica, é indicativo de uma estrutura desprovida de defeito.
[0052] A forma de onda elétrica 110, mostrada na Figura 4, representa o sinal elétrico gerado por um único elemento de transdutor ultrassônico, como apresentado graficamente no dispositivo de exibição 308 (mostrado na Figura 3). As flutuações elétricas, tendo várias amplitudes, aumentam verticalmente acima do eixo de "tempo", de modo que os eventos de flutuação iniciais sejam mostrados à esquerda e os eventos subsequentes sejam representados considerando a forma de onda da esquerda para a direita. Desse modo, os sinais elétricos 112, ilustrados na Figura 4, são gerados pelo elemento de transdutor ul-trassônico, antes dos sinais elétricos 114. Embora os grupos de sinais elétricos 112 e 114 sejam compostos de oscilações de alta frequência, vão ser referidos a seguir como "pulsos". Além do mais, a forma de onda elétrica 110 é tencionada para representar pulsos de retorno ul-trassônicos ordenados por tempo múltiplos, que ecoam das características da estrutura inspecionada ultrassonicamente. Desse modo, a forma de onda elétrica 110 vai ser referida a seguir como "perfil de eco 110", e os sinais elétricos 112 w 114 vão ser referidos a seguir como "pulsos de retorno 112 e 114". O perfil de eco 110 inclui o pulso 112, que é retornado da superfície frontal 102 da estrutura laminada 100 como um eco, após um pulso ultrassônico de saída ter enviado na direção da estrutura. O perfil de eco 110 também inclui o pulso de retorno 114, que é, similarmente, retornado como partes de perfis de ecos no presente relatório descritivo, mas devem ser entendidos como tendo ocorrido em tempos anteriores ao pulso de retorno da superfície frontal, na Figura 4.
[0053] Ainda com referência à Figura 4, uma parte isolada de tempo 116 (indicada por uma seta de cabeça dupla horizontal) do perfil de eco é disposta entre um tempo de iniciação de porta 118 e um tempo de fechamento de porta 120 (indicados por linhas verticais). Os tempos de início e fechamento são predeterminados, de acordo com um procedimento de calibração discutido em mais detalhes abaixo. As ondas ultrassônicas tendem a ecoar de descontinuidades estruturais, tais como superfícies e defeitos, incluindo rugas, delaminações, fissuras, vazios e contaminantes. Na Figura 4, a parte isolada de tempo 116 do perfil de eco 110 é isenta de pulsos de retorno significativos, porque esses defeitos não estão presentes na estrutura laminada 100, ilustrada na Figura 3. Mais particularmente, esses defeitos não estão presen- tes na parte da estrutura laminada 100 sob a disposição de transduto-res ultrassônicos 12. Para que o sistema de inspeção ultrassônica dis-tinga os pulsos de retorno significativos, que discriminam os defeitos estruturais de ruído insignificante e pequenas flutuações 124, um limiar 122 (indicado por uma linha tracejada horizontal) também pode ser determinado ou estabelecido de acordo com o procedimento de cali-bração descrito abaixo. Na Figura 4, nenhum pulso de retorno, tendo amplitudes excedendo o limiar 122, está dentro da parte isolada em tempo 116 do perfil de eco 110.
[0054] Os tempos de iniciação e de fechamento de porta - tempo 118 e 120 são estabelecidos por selecionar estritamente seguir e preceder os pulsos de retorno da superfície frontal e da superfície posterior. Essa seleção de configuração para o sistema de inspeção ultrassônica, ilustrado na Figura 3, serve para detectar os pulsos de retorno, dentro de um perfil de eco 100, recebido de entre as superfícies frontal e posterior. No entanto, a profundidade é correlacionada com o tempo de voo (TOF), medido entre o envio de um pulso de saída e o recebimento de um pulso de retorno.
[0055] Desse modo, os tempos de iniciação e fechamento podem ser estabelecidos, de modo que o sistema de inspeção ultrassônica informe a um operador da provável presença ou ausência de pulsos de retorno de qualquer faixa de profundidades desejada. Qualquer faixa de profundidades desejada, definida entre uma primeira profundidade e uma segunda profundidade, pode ser selecionada para inspeção por estabelecimento ou predeterminação de ambos um tempo de iniciação de porta, correspondente à primeira profundidade, e um tempo de fechamento de porta, correspondente à segunda profundidade.
[0056] O sistema de inspeção ultrassônica, ilustrado na Figura 3, pode medir a espessura, a profundidade ou a distância por uma sincronização muito precisa de ecos. Para transformar essas medidas de tempo em medidas de distância, o sistema de inspeção ultrassônica é calibrado com a velocidade do som na estrutura laminada (ou outro material de teste), bem como qualquer deslocamento zero necessário. Esse método é referido comumente como uma calibração zero/de velocidade. A precisão de qualquer medida ultrassônica de espessura, profundidade ou distância é dependente da precisão da calibração. As calibrações para os diferentes materiais e transdutores podem ser armazenadas e recuperadas.
[0057] Em uma calibração de velocidade típica, o sistema de inspeção ultrassônica mede a velocidade do som em uma amostra de referência do material de teste, e depois armazena esse valor para uso no cálculo da espessura dos intervalos de tempo medidos. Em uma calibração zero típica, o sistema de inspeção ultrassônica mede uma amostra de material de espessura conhecida, e depois calcula um valor de deslocamento zero, que compensa a parte do tempo de trânsito de pulso total, que representa fatores diferentes do caminho de som real no material de teste.
[0058] Por exemplo, em um procedimento típico para calibração de uma seção transversal óptica, as etapas apresentadas a seguir são conduzidas. Se o equipamento incluir um escâner X - Y, os incrementos das distâncias de inspeção são estabelecidos. Depois, a frequência pulsante é ajustada na frequência do transdutor. Se uma frequência receptora puder ser ajustada, é ajustada em uma banda larga. Depois, a velocidade do material é ajustada. Se a sonda for uma disposição linear, os seguintes ajustes são feitos: ajustar a distância do foco; ajustar o número de elementos de ignição; ajustar o primeiro elemento a 1 e o último elemento do número de elementos na disposição; e verificar que a disposição linear tenha um sinal da superfície posterior constante de todos os elementos. Depois, uma amplitude de tela de varredura A é ajustada a não menos do que a espessura da estrutura máxima, na área de inspeção. A seguir, três portas são feitas na tela da varredura A. As três portas são uma porta de interface (isto é, a superfície frontal), uma segunda porta que monitora a profundidade (o tempo de voo), e uma terceira porta que monitora a altura do sinal de superfície posterior. Por conseguinte, um padrão de referência pode ser usado para ajustar o Ganho Compensado pelo Tempo (TCG). Tipicamente, o TCG é ajustado para um sinal de superfície posterior de 80% (± 10%) de altura integral da tela.
[0059] A inovação, descrita em detalhes abaixo, é um método de inspeção não destrutiva, que proporciona caracterização de rugas e previsão de desempenho para estruturas compostas, durante manufatura ou reparo. De acordo com uma concretização, o método combina o uso de dados ultrassônicos de varredura B, medida óptica automatizada de rugas e geometria de seções transversais, e análise de elementos finitos (FEA) de estrutura composta enrugada, para proporcionar a capacidade de acesso à importância real de uma ruga detectada, relativa ao desempenho da estrutura.
[0060] De acordo com uma concretização, um método de caracterização de rugas em uma estrutura composta, e depois previsão do desempenho da estrutura composta enrugada, com base naquelas caracterizações de rugas, usa um sistema de inspeção ultrassônica, que foi calibrado por correlação de dados ultrassônicos de varredura B com as medidas das seções transversais ópticas (por exemplo, micro-grafias) de padrões de referência. Esse tem o benefício de que os dados ultrassônicos de varredura B, coletados de estruturas compostas originais ou reparadas em produção ou em uso (isto é, sem padrões de referência), podem ser usados para caracterizar rugas (que, normalmente, não podem ser caracterizadas usando apenas os dados de varredura B) na estrutura composta, sem a necessidade de destruir essa estrutura composta, para obter seções transversais ópticas que permitam a caracterização de rugas. Em outras palavras, a caracterização de rugas, obtenível de uma seção transversal óptica, pode ser determinada dos resultados da varredura B, sem obtenção da seção transversal óptica. Mais especificamente, os dados de varredura B podem ser convertidos em uma caracterização de perfil de rugas, sem a necessidade de fazer medidas de seções transversais ópticas, devido ao procedimento de pré-calibração, que correlaciona os dados de varredura B com os dados de medidas de seções transversais ópticas.
[0061] Uma concretização exemplificativa de um método para caracterização de rugas em uma estrutura composta, e depois previsão do desempenho da estrutura composta enrugada, com base nessas caracterizações de rugas, vai ser então descrito em alguns detalhes. No entanto, nem todos os aspectos de uma implementação real são descritos neste relatório descritivo. Uma pessoa versada na técnica vai considerar que, no desenvolvimento de quaisquer dessas concretizações reais, várias decisões específicas de implementações são feitas para atingir os objetivos específicos do desenvolvedor, tal como concordância com as limitações relativas ao sistema, que vão variar de implementação em implementação. Além do mais, vai-se considerar que esse esforço de desenvolvimento pode ser complexo e intenso em tempo, mas não vai ser, no entanto, uma rotina executada por aqueles versados na técnica, tendo o benefício desta descrição.
[0062] Um método atual de determinação da qualidade interna da peça (quando do desenvolvimento inicial do processo para produzir uma peça ou determinar os efeitos de projeto ou de variações do processo) é inspecionar destrutivamente a peça por corte dela em grande parte. O método mostrado na Figura 5 busca substituir a inspeção destrutiva por uma inspeção não destrutiva. Para que isso seja feito, é necessário estabelecer uma correlação entre a previsão de inspeção não destrutiva de qualidade interna de peça e os resultados da inspeção destrutiva (por exemplo, medidas de seções transversais ópticas). Após uma correlação aceitável entre os dois métodos ter sido estabelecida, a inspeção destrutiva pode ser eliminada ou o número de seções transversais ópticas pode ser reduzido significativamente.
[0063] A Figura 5 é um fluxograma identificando as etapas de um método 150 para caracterizar rugas em uma estrutura composta, e depois prever o desempenho da estrutura composta enrugada, de acordo com uma concretização. Antes do início do ensaio não destrutivo de material composto usando um sistema de inspeção ultrassôni-ca, o sistema de inspeção ultrassônica deve ser calibrado. As etapas de um processo de calibração 152, de acordo com uma concretização, são identificadas na Figura 5. Primeiramente, as varreduras B de transdutores ultrassônicos (UTs) (a seguir "varreduras B ultrassôni-cas") são coletadas em vários padrões de referência, consistindo de material composto com rugas (etapa 154). Esses mesmos padrões de referência são depois cortados, para expor as seções transversais do material composto com rugas, cujas seções transversais são transformadas em imagens usando um microscópio. As fotografias ou as imagens digitais resultantes são medidas usando um software de processamento de imagens. Os dados de medida de seções transversais ópticas resultantes são depois correlacionados automaticamente com os dados de varredura B selecionados, correspondentes à mesma área na qual os padrões de referência foram seccionados (etapa 156). O método de calibração automatizado pode envolver, por exemplo, o estabelecimento da velocidade de propagação de pulsos ultrassônicos no material composto dos padrões de referência, para correlacionar as medidas de TOF com as profundidades do material, e selecionar as faixas dos eixos de tempo e profundidade e os ajustes de tempo - porta para janelas de varredura A, varredura B e varredura C. A profundidade é derivada do tempo de voo (TOF), medido entre o envio de um pulso ultrassônico a uma estrutura e o retorno do pulso de eco. Se a velocidade de propagação de pulsos ultrassônicos for conhecida para um material inspecionada particular, o eixo vertical da janela de varredura pode ser calibrada relativa às dimensões da profundidade linear particular, de acordo com o TOF de cada pulso de eco. Depois, o ajuste do sistema e a precisão das medidas de rugas, obtidas dos dados de varredura B, são verificados (etapa 158).
[0064] A metodologia descrita no presente relatório descritivo automatiza a calibração dos sistemas de inspeção ultrassônica por uso de dados de medidas de seções transversais ópticas de padrões de referência. Com base na calibração padrão de referência medido opti-camente, é possível introduzir mais dados em inspeções específicas de locais.
[0065] O termo "padrões de referência" deve ser considerado como incluindo, amplamente, corpos de prova ou peças feitas para fins de referência e peças produzidas inicialmente para avaliação. Como mencionado acima, a prática típica é produzir uma seção transversal de uma primeira peça, produzida pela linha de produção, e, algumas vezes, uma segunda peça de produção, para entender os problemas de manufatura (isso pode ser parte de um processo de verificação de peças de produção). No entanto, o seccionamento e a micrografia não são feitas para as peças depois disso. O processo descrito no presente relatório descritivo é igualmente aplicável às peças de produção iniciais.
[0066] Como evidente da descrição mais cedo da Figura 2, uma varredura B é uma linha de varreduras A espaçada estreitamente entre si, que são sinais de tempo - amplitude produzidos pela disposição de transdutores ultrassônicos, em resposta ao retorno de ondas ultrassô-nicas colidindo nela. A varredura B pode ser produzida por ignição de uma disposição linear de transdutores ultrassônicos (desse modo, produzindo uma linha de varreduras A) ou por movimentação de um único transdutor ao longo de uma linha. A movimentação de uma disposição quando da coleta de dados de varredura vai produzir um conjunto completo de varreduras B empilhadas umas nas outras. Tipicamente, uma imagem de varredura B exibe a amplitude em escala cinzenta, de modo que as reflexões ao longo da linha de uma ruga vão indicar sua forma e suas dimensões. Essa imagem de varredura B se parece a uma micrografia. As varreduras B, feitas no local das seções transversais ópticas iniciais, proporcionam a correspondência entre os dois métodos, e ajudam a estabelecer o método ultrassônico, de modo que futuras seções transversais não sejam necessárias para caracterizar rugas.
[0067] Depois de completar o processo de calibração 152, a inspeção não destrutiva (NDI) de uma estrutura composta é iniciada (etapa 160). A estrutura composta pode ser uma peça em produção ou uma peça em uso (por exemplo, peça de uma aeronave ou de outro veículo). A peça a ser inspecionada pode ter sido reparada previamente ou não. Qualquer técnica de NDI, capaz de detectar a presença de rugas em material composto, pode ser usada, tais como técnicas ultras-sônicas, termografia infravermelha, técnicas de retrodifusão de raios X, uma técnica de retrodifusão de raios X, tomografia computadorizada de raios X, laminografia de raios X, etc. Durante a inspeção, os dados de NDI são coletados da estrutura composta de interesse, em que os dados de NDI também podem ser referidos como dados de exame não destrutivo ou dados de avaliação não destrutiva (etapa 162).
[0068] De acordo com uma concretização, os dados de NDI são obtidos por uso de tomografia infravermelha. Uma câmera infravermelha registra a temperatura superficial, na medida em que um pulso térmico aplicado se difunde para a superfície da peça. O tempo de obtenção de imagem é ajustado para combinar com a espessura e as propriedades térmicas do material em teste. Os dados de formação de imagem infravermelhos, capturados pela câmera infravermelha, podem ser processados para detectar defeitos internos, particularmente, rugas, em estruturas compostas. As técnicas termográficas infravermelhas conhecidas podem ser usadas para identificar a presença de uma ruga usando assinaturas térmicas. Os perfis de temperatura versus tempo para todos os pixels no campo de visão são calculados, propiciando a produção de assinaturas térmicas. Comparando-se a assinatura térmica da peça em teste com a assinatura térmica de uma referência representando uma peça similar tendo rugas, a presença de rugas pode ser detectada. Por exemplo, a assinatura térmica pode ser baseada em uma primeira derivada logarítmica de temperatura versus tempo (isto é, d[ln(T)]/d[lin(t)]) para cada pixel em uma área selecionada na superfície da peça. De acordo com algumas concretizações, as imagens térmicas são otimizadas por visualização de uma imagem criada pelas intensidades relativas à segunda derivada (isto é, d2[Nn(T)]/d2[ln(t)]) e aplicação de um filtro de passagem de frequências elevadas para a imagem.
[0069] De acordo com as concretizações ilustradas na Figura 5, a etapa 160 não envolve a coleta de dados ultrassônicos de varredura B (como explicado acima, os dados ultrassônicos de varredura B podem ser coletados em uma etapa posterior). No entanto, de acordo com uma concretização alternativa, a etapa 160 compreende a coleta de dados ultrassônicos de varredura B, em cujo caso a coleta posterior de dados ultrassônicos de varredura B (consultar a etapa 170 na Figura 5) da mesma estrutura composta vai ser supérflua.
[0070] Após a coleta de dados, uma determinação é feita se os dados de NDI coletados são indicativos da possível presença ou não de uma ruga na estrutura composta (etapa 164). Por exemplo, quando a varredura de NDI está completa, um técnico de NDI, no local de ins- peção, pode salvar e transferir os dados de varredura de NDI a uma estação de trabalho de comando remoto, para processamento de análise de imagens por um especialista de NDI. A estação de trabalho de comando remoto compreende um computador e um dispositivo de exibição conectado ao computador. O computador é configurado para gerar imagens da peça inspecionada para exibição em uma tela do dispositivo de exibição por conversão de dados de varredura em dados de imagem. Após visualização das imagens da peça inspecionada, o especialista de NDI pode determinar que uma ruga está possivelmente presente na peça inspecionada. Alternativamente, o computador pode ser configurado para executar um algoritmo, que determina a probabilidade que uma ruga esteja presente, e depois compara essa probabilidade a um limiar específico. Em uma implementação exempli-ficativa, se a probabilidade for superior a zero, então é feita uma determinação que uma possível ruga foi detectada.
[0071] De acordo com o método 150, representado pelo fluxogra-ma da Figura 5, se for feita uma determinação na etapa 164 que o NDI não indica a possível presença de uma ruga na estrutura composta, a inspeção é terminada (etapa 166), e a peça é aceita para uso (etapa 168). Por outro lado, se uma determinação for feita na etapa 164 que uma ruga está possivelmente presente (e se a etapa de coleta de dados de NDI 160 não envolveu a coleta de dados ultrassônicos de varredura B), então os dados ultrassônicos de varredura B são coletados (etapa 170) da estrutura composta, que foi inspecionada na etapa 160. O computador é configurado para executar um algoritmo, que mede as várias dimensões da ruga ou das rugas, com base nos dados ultrassônicos de varredura B (etapa 172). Essas dimensões da ruga incluem o comprimento de onda L, a profundidade máxima D, a espessura do laminado T e a espessura t do material coberto pela ruga. Essas características das rugas são extraídas automaticamente pelo computa- dor, ou em resposta ao especialista de NDI iniciando o método de medida. O algoritmo de medida calcula as dimensões da ruga com base nos dados de varredura B, considerando a correlação de dados de varredura B com os dados de medida de seções transversais ópticas, estabelecidos durante o processo de calibração 152.
[0072] Embora não indicado na Figura 5, o método 150 pode incluir, opcionalmente, uma verificação periódica da precisão dos dados de varredura B por corte da parte varrida, para expor as seções transversais do material composto com rugas, cujas seções transversais são transformadas em imagens usando um microscópio. As fotografias ou imagens digitais resultantes são medidas usando um software de processamento de imagens. Os dados de medida de seções transversais ópticas são depois correlacionados automaticamente com os dados de varredura B selecionados correspondentes à mesma área, em que a parte escaneada foi seccionada.
[0073] O estágio seguinte do método 150 é prever o desempenho da estrutura composta enrugada com base nas medidas das características das rugas. Usando os dados de NDI disponíveis, o defeito de ruga é modelado em uma malha de elementos finitos (etapa 174). Mais especificamente, um modelo de análise de elementos finitos (FEA) é gerado com base nas características das rugas medidas na etapa 172 ou com base em outros dados de NDI importados na etapa 176. Como mencionado previamente, os outros dados de NDI podem ser obtidos por uso de outras técnicas ultrassônicas (tal como recepção deslocada angularmente simultânea), termografia infravermelha, técnicas de retrodifusão de raios X, tomografia computadorizada de raios X, laminografia de raios X, etc.
[0074] A análise de elementos finitos é a prática de simulação de um objeto usando elementos de formas similares. Um modelo de elementos finitos (FEM) é composto de elementos volumétricos, tais co- mo tetraedros, todos tendo parâmetros e equações de movimento associados. Um grupo de elementos e seus parâmetros são usados para descrever um sistema de equações a serem resolvidas. No presente pedido de patente, o modelo de elementos finitos pode incluir dados indicativos da presença de múltiplas rugas, a proximidade de qualquer ruga com outra estrutura, as características ou defeitos, as formas in-comuns das rugas, etc.
[0075] Após o modelo de elementos finitos da região enrugada ter sido gerado (etapa 174), esse modelo é submetido à análise estrutural automatizada, por exemplo, uma análise de modelo de elementos finitos 178. Por exemplo, o modelo de elementos finitos pode ser submetido a condições-limites 180, tais como informações estruturais e geometria local e a cargas de um meio de cargas estruturais 182, para produzir um campo de deformações, que pode ser analisado. Se as anomalias nos dados de NDI representarem características de rugas, a análise de modelo de elementos finitos 178 pode ser usada para determinar a resistência mecânica residual da estrutura enrugada.
[0076] Em uma concretização particular, as etapas de geração e análise de modelo de elementos finitos empregam partes do MATLAB.RTM, código proporcionado por Alberty et al. em "Matlab Implementation of the Finite Element Method in Elasticity", Computing, Vol. 69 (2002), pág. 239 - 263, e um gerador de malha descrito por Persson et al. em "A Simple Mesh Generator in Matlab", SIAM Rev., Vol. 46, n° 2 (2006), pág. 329 - 345. Algumas das sub-rotinas usadas no processo são funções MATLAB, da caixa de ferramentas MATLAB padrão ou de processamento de imagens da MATLAB. Meshgrid, dis-tmesh2D e fixmesh são sub-rotinas que criam uma malha de elementos finitos, e fem_lame2D analisa a malha.
[0077] Em algumas concretizações, a saída da análise de modelo de elementos finitos 178 pode ser comparada ou correlacionada com o dano permitido. O dano permitido pode ser desenvolvido usando uma análise de tolerância de dano. A saída permissível pela análise de tolerância de dano pode ser introduzida na análise de modelo de elementos finitos 178. A comparação pode assumir várias formas. Por exemplo, um valor de deformação máximo escalar pode ser calculado da análise e comparado a um único número de deformação permissível de um manual de projeto, um guia de projeto, ou uma tabela, criada por resultados de ensaios prévios e análise estatística.
[0078] Com os limites de danos permissíveis estabelecido, as decisões sobre a saúde da estrutura podem ser então tomadas, com base na grandeza relativa da resistência mecânica final da estrutura de pré-anomalia e da resistência mecânica final prevista por análise de tensões pós-anomalia. Em algumas concretizações, uma decisão de boa/não boa, relativa ao uso continuado da estrutura ou do componente, pode ser feita como parte da análise de modelo de elementos finitos 178. Como um auxiliar de decisão, uma representação gráfica da aceitabilidade da estrutura, e do efeito resultante em uso futuro, pode ser produzida e transmitida em algumas concretizações.
[0079] Se os resultados da análise de modelo de elementos finitos 178 indicarem que a saúde prevista da parte enrugada é boa, por exemplo, tem um parâmetro de resistência mecânica superior a um critério pré-ajustado (que é predeterminado por limites permissí-veis/modelos), tal como uma resistência mecânica mínima permissível, a inspeção é terminada (etapa 166), e a peça é aceita para uso como está (etapa 168). Se os resultados da análise de modelo de elementos finitos 178 indicarem que a saúde prevista da peça enrugada simulada não é boa, por exemplo, tem um parâmetro de resistência mecânica inferior a um critério pré-ajustado, então é feita uma determinação (como parte da análise FEM) se a parte enrugada é reparável para funcionar ou não.
[0080] Se for previsto que a parte enrugada é reparável para funcionar, então a parte enrugada é reparada (etapa 184). Após comple-tamento do reparo, a estrutura reparada pode sofrer inspeção e análise, na maneira descrita previamente, por retorno à etapa 162.
[0081] Se for previsto que a parte enrugada não é reparável para funcionar, então a parte enrugada é rejeitada para uso (etapa 186). Todos os dados de inspeção, processamento de imagens, modelagem e análise e a previsão de desempenho, associados com a peça rejeitada, são salvos como uma função de localização na estrutura composta ou no remendo de reparo (etapa 188) no armazenamento de dados 190, para uso na manutenção se ocorrer dano no futuro. O armazenamento de dados 190 é um meio de armazenamento legível por computador, tangível, não transitório. Todos os dados das rugas são usados para fins analíticos, e realimentados nas mudanças de ferramenta e de processamento, antes que as rugas rejeitáveis secundárias fiquem piores. Dois exemplos são se há uma compactação inadequada da estrutura composta ou do remendo de reparo, devido às ferramentas ou a uma cura (temperatura e pressão) incorreta do material composto. As mudanças podem ser feitas nas ferramentas ou em ajustes no ciclo de cura do compósito, para reduzir a ocorrência de rugas.
[0082] De acordo com algumas concretizações, um defeito de ruga é modelado em uma malha de elementos finitos usando os dados de NDI. Pode ser obtida uma representação idealizada ou precisa da geometria da ruga.
[0083] A Figura 6 é um diagrama representativo de um perfil de ruga idealizado em um laminado composto, compreendendo várias camadas 80. O perfil de ruga idealizado inclui várias linhas de traços 82, que representam os limites das camadas. A linha de traços 82' traça uma função de cosseno simples, que é baseada no comprimento de onda L e na profundidade máxima D da ruga, medidos na etapa 172 (consultar a Figura 5). De acordo com uma concretização, o perfil pode ser representado pelas seguintes equações: em que T é a espessura total do laminado.
[0084] A Figura 7 é um diagrama representado uma vista seccional tomada de um modelo de elementos finitos tridimensional, que é baseado no perfil de ruga idealizado ilustrado na Figura 6. Esse modelo de elementos finitos ilustra várias camadas individuais divididas 80. As orientações das camadas seguem os limites das camadas indicados pelas linhas 82. A linha 82' representa o limite das camadas tendo um comprimento de onda L e uma profundidade máxima D.
[0085] Alternativamente, um perfil de ruga preciso pode ser gerado por uso das informações de um escâner B ultrassônico ou outros dados de NDI, para traçar com mais precisão o perfil de uma ruga. Mais especificamente, os limites das camadas na estrutura composta enrugada podem ser traçados de uma micrografia ou de uma imagem de varredura B, usando um algoritmo de processamento de imagens MATLAB.
[0086] A Figura 8 é um diagrama representando uma micrografia de uma estrutura composta, compreendendo várias camadas 80 e tendo linhas de traços 82 superpostas nos respectivos limites das camadas, incluindo uma linha de traço 82' superposta no limite de camada tendo uma profundidade máxima. Como parte do processo para gerar um perfil de ruga preciso, cinco pontos de limites são selecionados ao longo de cada linha de traços. Na Figura 8, cinco pontos de limites 86 (indicados pelos respectivos círculos) têm centros que ficam ao longo da linha de traços 82'. Esses pontos de limites 86 podem ser selecionados pelo usuário ou por um algoritmo executado por um computador. Cada ponto de limite selecionado tem coordenadas (x, y), que definem o local dos limites das camadas na imagem exibida. Cada ponto de limite selecionado tem as coordenadas (x, y), que definem o local dos limites das camadas na imagem exibida. Um roteiro executado pelo computador lê nesses pontos de limites, e usa uma técnica de ajuste por tira flexível ("spline") para gerar um modelo de elementos finitos representando a geometria da estrutura composta enrugada.
[0087] A Figura 9 é um diagrama representando uma imagem de varredura B de uma estrutura composta, compreendendo várias camadas 80 e tendo uma linha de traços 82' superposta ao limite das camadas com profundidade máxima. O mesmo processo de seleção de pontos de limites, descrito no parágrafo precedente, pode ser aplicado para gerar um modelo de elementos finitos representando a geometria da estrutura composta enrugada.
[0088] A Figura 10 é um diagrama representando uma vista seccional, tomada de um modelo de elementos finitos tridimensional, que é baseado em um perfil de ruga preciso ilustrado na Figura 8. Esse modelo de elementos finitos ilustra várias camadas individuais divididas 80. As orientações das camadas seguem os limites das camadas indicados pelas linhas 82. A linha 82' representa o limite das camadas tendo um comprimento de onda L e uma profundidade máxima D.
[0089] A Figura 11 é um diagrama representando uma parte 90 de um modelo de elementos finitos tridimensional típico de um corpo de prova laminado enrugado tendo um perfil enrugado. O modelo de elementos finitos enrugado é analisado para melhor entender a perda associada com o defeito de ruga. As técnicas analíticas, como análise de falha progressiva, podem ser usadas para obter um entendimento de perda de correlação de simulação e de desempenho estrutural aper- feiçoado. Os modelos de níveis de subcomponentes ou de corpos de prova podem ser analisados, dependendo do projeto estrutura desejado e da avaliação de meio de carga. As propriedades materiais de materiais compostos podem ser determinadas usando metodologias padronizadas. Por exemplo, o padrão ASTM D695-10 descreve uma metodologia para testar a propriedade compressiva de plásticos rígidos. Os avanços em ferramentas baseadas em software, tais como as ferramentas de análise de falha progressiva, para prever falha estrutural de peças compostas laminadas, permitiram a substituição de ensaios caros por simulações.
[0090] A Figura 12 é um diagrama de blocos, que identifica os componentes de um sistema computadorizado 200, adequado para executar funções de processamento de dados automatizado, adaptadas para prever o desempenho de uma estrutura composta enrugada. De acordo com uma concretização, o sistema computadorizado 200 compreende um dispositivo de memória 202 e um processador 204 acoplado ao dispositivo de memória 202, para uso na execução de instruções. Mais especificamente, o sistema computadorizado 200 é con-figurável para executar uma ou mais operações, descritas no presente relatório descritivo, por programação do dispositivo de memória 202 e/ou processador 204. Por exemplo, o processador 204 pode ser programado por codificação de uma operação, como uma ou mais instruções executáveis, e proporcionando as instruções executáveis no dispositivo de memória 202.
[0091] O processador 204 pode incluir uma ou mais unidades de processamento (por exemplo, em uma configuração de núcleos múltiplos). Como usado no presente relatório descritivo, o termo "processador" não é limitado a circuitos integrados referidos na técnica como um computador, mas, diferentemente, se refere, de uma forma ampla, a um controlador, um microcontrolador, um microcomputador, um con- trolador de lógica programável, um circuito integrado de aplicação específica e outros circuitos programáveis.
[0092] Na concretização exemplificativa, o dispositivo de memória 202 inclui um ou mais dispositivos (não mostrados), que propiciam informações, tais como instruções executáveis e/ou outros dados, que vão ser seletivamente armazenados e recuperados. Na concretização exemplificativa, esses dados podem incluir, mas não são limitados a, propriedades de materiais compostos, propriedades de ondas ultras-sônicas, dados de modelagem, dados de formação de imagens, curvas de calibração, dados operacionais e/ou algoritmos de controle. Na concretização exemplificativa, o sistema computadorizado 200 é configurado para implementar automaticamente uma análise de elementos finitos paramétricos, para determinar um ajuste de avaliação desejado para uso na inspeção de uma estrutura composta enrugada. Alternativamente, o sistema computadorizado 200 pode usar qualquer algoritmo e/ou método, que permita(m) que os métodos e sistemas funcionem como descrito no presente relatório descritivo. O dispositivo de memória 202 pode também incluir um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador, tangíveis, tais como, sem limitação, memória de acesso aleatório dinâmica, memória de acesso aleatório estática, um disco no estado sólido e/ou um disco rígido.
[0093] Na concretização exemplificativa, o sistema computadorizado 200 compreende uma interface de exibição 206, que é acoplada ao processador 204 para uso na apresentação de informações a um usuário. Por exemplo, a interface de exibição 206 pode incluir um adaptador de exibição (não mostrado), que pode se acoplar a um dispositivo de exibição 208, tal como, sem limitação, um tubo de raios ca-tódicos, um visor de cristal líquido, um visor de diodo emissor de luz (LED), um visor de LED orgânico, um visor de "tinta eletrônica" e/ou uma impressora.
[0094] O sistema computadorizado 200, na concretização exempli-ficativa, compreende ainda uma interface de entrada 212, para receber entrada do usuário. Por exemplo, na concretização exemplificativa, a interface de entrada 212 recebe informações de um dispositivo de entrada 201, adequado para uso com os processos descritos no presente relatório descritivo. A interface de entrada 212 são acopladas ao processador 204 e ao dispositivo de entrada 210, que podem incluir, por exemplo, um joystick, um teclado, um dispositivo apontador, um mouse, uma caneta, um painel sensível ao toque (por exemplo, uma almofada de toque ou uma tela de toque) e/ou um detector de posição.
[0095] Na concretização exemplificativa, o sistema computadorizado 200 compreende ainda uma interface de comunicação 214, que é acoplada ao processador 204. Na concretização exemplificativa, a interface de comunicação 214 se comunica com pelo menos um dispositivo remoto, por exemplo, um transceptor 216. Por exemplo, uma interface de comunicação 214 pode usar, sem limitação, um adaptador de rede ligado com fio, um adaptador de rede sem fio e/ou um adaptador de telecomunicações móvel. Uma rede (não mostrada), usada para acoplar o sistema computadorizado 200 ao dispositivo remoto, pode incluir, sem limitação, a Internet, uma rede de área local (LAN), uma rede de longa distância, uma LAN sem fio, uma rede de malha e/ou uma rede privada virtual ou outro meio de comunicação adequado.
[0096] Na concretização exemplificativa, o sistema computadorizado 200 compreende ainda pelo menos um módulo de modelagem 218, um modulo de formação de imagens 220 e um módulo de análise 222, que permitem que os processos e os sistemas funcionem como descrito no presente relatório descritivo. Esses módulos podem assumir a forma de um software, compreendendo um código executado pelo processador 204. Na concretização exemplificativa, o módulo de modelagem 218 é configurado para gerar modelos de elementos finitos da estrutura composta enrugada, o módulo de formação de imagens 220 é configurado para produzir e processar imagens, tais como micrografias e imagens de varredura B, e o módulo de análise 222 é configurado para executar uma análise de falha FEM do modelo de elementos finitos, por aplicação de condições de limites e cargas.
[0097] Ainda que os métodos para a caracterização de rugas e previsão de desempenho para estruturas compostas tenham sido descritos com referência às várias concretizações, aqueles versados na técnica devem entender que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem substituir seus elementos, sem que se afaste do âmbito dos ensinamentos apresentados no presente relatório descritivo. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar os ensinamentos apresentados no presente relatório descritivo a uma situação particular, sem que se afaste do seu âmbito. Portanto, não se tem intenção de que as reivindicações sejam limitadas às concretizações particulares descritas no presente relatório descritivo.
[0098] Além disso, a descrição compreende as concretizações de acordo com as seguintes cláusulas: [0099] Clausula 1: Um método para calibrar um sistema de inspeção ultrassônica, compreendendo: (a) formação de uma multiplicidade de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados ultrassôni-cos de varredura B da multiplicidade de padrões de referência usando um sistema de inspeção ultrassônica; (c) corte dos padrões de referência para expor as seções transversais; (d) formação de imagens das seções transversais expostas para produzir seções transversais ópticas; (e) medida de características da pelo menos uma ruga de cada padrão de referência, que aparece nas seções transversais ópticas, para obter os dados de medidas de seções transversais ópticas; e (f) correlação dos dados ultrassônicos de varredura B com os dados de medidas de seções transversais ópticas.
[00100] Cláusula 2: O método, de acordo com a cláusula 1, em que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem dados representando os comprimentos de onda e as profundidades máximas de rugas nos respectivos padrões de referência da multiplicidade de padrões de referência.
[00101] Cláusula 3: O método, de acordo com a cláusula 2, em que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem ainda dados representativos das espessuras dos respectivos padrões de referência.
[00102] Cláusula 4: O método, de acordo com a cláusula 3, em que a etapa (f) compreende a correlação das medidas do tempo de voo com as profundidades dos materiais.
[00103] Cláusula 5: O método, de acordo com a cláusula 4, compreendendo ainda a seleção das faixas dos eixos de tempo e profundidade e os ajuste de tempo - porta para uma janela de varredura B, com base nos resultados da etapa (f), incluindo a correlação das medidas do tempo de voo com as profundidades dos materiais.
[00104] Cláusula 6: Um sistema de formação de imagens ultrassô-nicas tendo um modo de varredura B, no qual as faixas dos eixos de tempo e profundidade e os ajustes de tempo - porta para uma janela de varredura B são baseados em uma correlação dos dados ultrassônicos de varredura B com os dados de medida de seções transversais ópticas.
[00105] Cláusula 7: O sistema de formação de imagens ultrassôni-cas, de acordo com a cláusula 6, em que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem dados representativos de comprimentos de onda e profundidades máximas de rugas nos respectivos padrões de referência.
[00106] Cláusula 8: O sistema de formação de imagens ultrassôni-cas, de acordo com a cláusula 7, em que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem ainda dados representativos das espessuras dos respectivos padrões de referência.
[00107] Cláusula 9: Um método para inspeção não destrutiva de estruturas compostas, compreendendo: (a) calibração de um sistema de inspeção ultrassônica com base na correlação de dados ultrassôni-cos de varredura B com dados de medidas de seções transversais ópticas, obtidos de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados de inspeção não destrutiva de uma peça feita de material composto, usando o sistema de inspeção ultrassônica, após completamen-to da etapa (a); (c) detecção da presença de uma ruga na peça, com base nos dados de inspeção não destrutiva coletados na etapa (b); (d) coleta de dados ultrassônicos de varredura B da peça usando o sistema de inspeção ultrassônica; e (e) medida das dimensões da ruga na peça, com base nos dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (d).
[00108] Cláusula 10: O método, de acordo com a cláusula 9, em que os dados de inspeção não destrutiva são coletados na etapa (b), usando pelo menos uma das seguintes: uma técnica ultrassônica, ter-mografia infravermelha ou uma técnica de dispersão traseira de raios X.
[00109] Cláusula 11:0 método, de acordo com a cláusula 9, compreendendo ainda gerar um modelo estrutural da peça e executar uma análise estrutural do modelo estrutural.
[00110] Cláusula 12: O método, de acordo com a cláusula 11, compreendendo ainda a determinação se a peça deve ser ou não rejeitada, com base nos resultados da análise estrutural.
[00111] Cláusula 13: O método, de acordo com a cláusula 11, em que o modelo estrutural é um modelo de elementos finitos, e a análise estrutural é uma análise de modelo de elementos finitos.
[00112] Cláusula 14: Um método para inspeção não destrutiva de estruturas compostas, compreendendo: (a) calibração de um sistema de inspeção ultrassônica, baseado na correlação de dados ultrassôni-cos de varredura B e de dados de medidas de seções transversais ópticas, obtidos de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados ultrassônicos de varredura B de uma peça feita de material composto, usando o sistema de inspeção ultrassônica, após comple-tamento da etapa (a); (c) detecção da presença de uma ruga na peça, com base em dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (b); e (d) medida das dimensões da ruga na peça, com base nos dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (b).
[00113] Cláusula 15: O método, de acordo com a cláusula 14, compreendendo ainda a geração de um modelo estrutural da peça e a execução de uma análise estrutural do modelo estrutural.
[00114] Cláusula 16: O método, de acordo com a cláusula 15, compreendendo ainda a determinação se a peça deve ser rejeitada ou não com base nos resultados da análise estrutural.
[00115] Cláusula 17: O método, de acordo com a cláusula 15, em que o modelo estrutural é um modelo de elementos finitos e a análise estrutural é uma análise de modelo de elementos finitos.
[00116] Cláusula 18: Um método para prever o desempenho de uma estrutura composta enrugada, compreendendo: (a) calibração de um sistema de inspeção ultrassônica, baseado na correlação de dados ultrassônicos de varredura B e de dados de medidas de seções transversais ópticas, obtidos de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta de dados ultrassônicos de varredura B de uma estrutura com- posta enrugada, usando o sistema de inspeção ultrassônica, após completamento da etapa (a); (c) medida das dimensões de uma ruga na estrutura composta enrugada, com base nos dados ultrassônicos de varredura B coletados na etapa (b), para obter as medidas de características de rugas; (d) geração de um modelo estrutural da estrutura composta enrugada, com base nas medidas de características de rugas obtidas na etapa (c); e (e) execução de uma análise estrutural do modelo estrutural.
[00117] Cláusula 19: O método, de acordo com a cláusula 18, compreendendo ainda a determinação se a estrutura composta enrugada deve ser ou não rejeitada, com base nos resultados da análise estrutural.
[00118] Cláusula 20: O método, de acordo com a cláusula 18, em que o modelo estrutural é um modelo de elementos finitos, e a análise estrutural é uma análise de modelo de elementos finitos.
[00119] As reivindicações dos métodos apresentadas a seguir não devem ser consideradas como requerendo que as etapas, indicadas no presente relatório descritivo, sejam conduzidas em ordem alfabética (a ordenação alfabética nas reivindicações é usada apenas com a finalidade de referência às etapas indicadas previamente), ou na ordem na qual são indicadas. Nem devem ser consideradas como excluindo duas ou mais etapas ou partes delas sendo conduzidas concorrentemente, ou excluindo quaisquer partes de duas ou mais etapas sendo executadas alternadamente.
REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Processo para calibração de um sistema de inspeção ul-trassônica (10), caracterizado pelo fato de que compreende: (a) formação (152) de uma multiplicidade de padrões de referência feitos de material composto, cada padrão de referência tendo pelo menos uma ruga; (b) coleta (154) de dados ultrassônicos de varredura B (38, 40, 42) da multiplicidade de padrões de referência usando um sistema de inspeção ultrassônica; (c) corte (154) dos padrões de referência para expor as seções transversais; (d) formação de imagens (170) das seções transversais expostas para produzir seções transversais ópticas; (e) medida (172) de características da pelo menos uma ruga de cada padrão de referência, que aparece nas seções transversais ópticas, para obter os dados de medidas de seções transversais ópticas (302); e (f) correlação (156) dos dados ultrassônicos de varredura B com os dados de medidas de seções transversais ópticas.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem dados representando os comprimentos de onda e as profundidades máximas de rugas nos respectivos padrões de referência da multiplicidade de padrões de referência.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem ainda dados representativos das espessuras dos respectivos padrões de referência.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa (f) compreende a correlação das medidas do tempo de voo com as profundidades dos materiais.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a seleção das faixas dos eixos de tempo e profundidade e os ajuste de tempo - porta para uma janela de varredura B (26, 28), com base nos resultados da etapa (f), incluindo a correlação das medidas do tempo de voo com as profundidades dos materiais.
6. Sistema de formação de imagens ultrassônicas (10), caracterizado pelo fato de que tem um modo de varredura B, no qual as faixas dos eixos de tempo e profundidade e os ajustes de tempo - porta para uma janela de varredura B (26, 28) são baseados em uma correlação (156) dos dados ultrassônicos de varredura B (38, 40, 42) com os dados de medida de seções transversais ópticas.
7. Sistema de formação de imagens ultrassônicas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem dados representativos de comprimentos de onda e profundidades máximas de rugas nos respectivos padrões de referência.
8. Sistema de formação de imagens ultrassônicas, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os dados de medida de seções transversais ópticas compreendem ainda dados representativos das espessuras dos respectivos padrões de referência.
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