复合材料是指由母材（又称基材）与复合层通过物理、机械或化学方法复合而成的材料。常见的复合材料是在碳钢或低合金钢母材上，复合非金属或金属等复合层（例如硝化纤维、不锈钢、钛、铜等），以防止异常燃烧引发爆炸或提高复合材料的耐腐蚀等性能。黏接剂黏接的复合材料，一般是薄壁金属与薄壁非金属[1-4]。
复合材料中的缺陷主要是母材与复合层界面上的未完全复合，包括气泡、夹渣或脱黏等，可能呈完全脱开或不完全脱开状态[5-7]。
某薄壁圆筒的内筒（为非金属材料硝化棉，壁厚为3 mm）与外筒（为金属材料钢，壁厚为1 mm）为搭接结构，由黏接剂黏结而成，其结构示意如图1所示。
设计图纸要求外筒相对于内筒的轴向拔断力（以下简称黏接强度）为：一组平均结果不小于6 000 N，一组单发最小值不小于4 000 N。
1. 检测黏接质量的超声波多次反射衰减法
该试验使用超声波多次衰减法检测外筒与内筒搭接的黏接质量。
1.1 不同黏结质量的超声反射波特点
超声检测时，超声波从金属外筒一侧射入时，有如下特点：①在示波屏上出现的各种反射波是重合的；②形成的反射波包络面积的特征：黏接良好时面积较小，黏接不良时面积中等，没有黏接时面积较大，黏接良好、不良与没有黏接的超声反射波形如图2所示。
出现该波形差异的原因如下：①外筒是金属材料，内筒是非金属材料。金属外筒/黏结层/内筒三者之间的声阻抗相差很大；②金属外筒与非金属内筒都很薄，黏结层也很薄（一般约1 mm）；③黏结层内的缺陷，例如气泡、夹渣或脱黏等，基本平行于外筒与内筒的黏结面；金属外筒/黏结面/黏结层（缺陷）/黏结面/非金属内筒等处黏结剖面图如图3所示。
1.2 不同黏结质量的黏结面积
（1）黏结良好时，超声波透射过外筒/黏结层/内筒，并在内筒内表面返回；超声能量在内筒内部被强烈吸收衰减，反射波次数很少，则在示波屏上，超声波包络面所包络的面积较小，即黏结面积较小[见图2（a）]。
（2）黏接不良时，有极少部分超声能量进入黏结面，透射至在内筒内表面返回，超声能量损耗较少，反射波次数较多，在示波屏上，超声波包络面所包络的面积中等，即黏结面积中等[见图2（b）]。
（3）没有黏接时，即脱黏时，超声波在外筒内表面几乎100%全反射，超声波传播仅限于外筒内；超声能量损耗特别少，反射波次数特别多，则在示波屏上，超声波包络面所包络的面积较大[见图2（c）]。
综上所述，根据示波屏上超声波包络面所包络的面积大小，可以辨别该薄壁圆筒外筒与内筒搭接的黏结质量（黏结良好、黏结不良、没有黏接/脱黏等）。
2. 仿真模型
2.1 仿真模型设计
该试验设计了几个不同类型的仿真模型，具体如下：①仿真模型试件均为尚未黏接的薄壁圆筒本体（参见图1）；②根据不同的黏接面积{全部黏结良好、部分黏结良好（>25%）、脱黏等}及状态{对称分布或偏心分布等}，试验设定6个型号仿真模型、每个型号制作两个试件，即Ⅰ①、②~Ⅵ①、②；③将薄壁圆筒的圆周分成八等份，八等分示意如图4所示，各等分部位分别编号为1#~8#；④设计对圆筒进行，均匀测试40次，即将内筒与外筒整个圆周（360°）均匀分成40份，每一份9°。
2.2 黏接质量超声检测
（1）Ⅰ号仿真模型（①、②）（全部脱壳）：不涂黏结剂，将外筒与内筒组合，并对此组合的薄壁圆筒，进行40次均匀超声检测/信号采集/数据处理，得到40个反射回波包络线所包络的面积值。
（2）Ⅱ号仿真模型（①、②）全部黏结良好，全部施涂黏结剂，将外筒与内筒组合，按Ⅰ号仿真模型相同程序处理。
（3）Ⅲ号/Ⅳ号仿真模型（黏结面积为50%）：Ⅲ号（①、②）对称分布：1#，2#，5#，6#黏结；3#，4#，7#，8#不黏结。Ⅳ号（①、②）偏心分布：1#，2#，3#，4#黏结；5#，6#，7#，8#不黏结。将上述两个仿真模型的外筒与内筒组合，按Ⅰ号仿真模型相同程序处理。
（4）Ⅴ号/Ⅵ号仿真模型（黏结面积为75%）Ⅴ号（①、②）偏心分布：1#~6#黏结；7#、8#不黏结。Ⅵ号（①、②）对称分布：1#~3#黏结，4#不黏结；5#~7#黏结，8#不黏结。将上述两个仿真模型的外筒与内筒组合，按 Ⅰ号仿真模型相同程序处理。
2.3 黏结质量与拔断力试验
（1）使用超声波多次反射衰减法对各个仿真模型均匀检测40次。
（2）计算各次检测的超声波包络面的面积值。
（3）计算全部黏结与全部未黏结的包络面面积平均值。
（4）计算各个仿真模型的整体包络面面积值。
（5）进行拔断力试验，并记录拔断力测试结果。
（6）建立超声波包络面面积与拔断力测试值的对应关系。
（7）根据设计图纸要求，建立仿真模型黏接强度评价程序。
2.4 黏结质量与拔断力试验数据
黏结质量与拔断力试验数据如表1所示。
