【摘 要】
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碳纤维复合材料已经在航空航天等诸多行业中得到了广泛的使用。而针对复合材料的无损检测技术也越来越受到重视,尤其是超声无损检测技术,因其检测效率高、对人体无害等优点而
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碳纤维复合材料已经在航空航天等诸多行业中得到了广泛的使用。而针对复合材料的无损检测技术也越来越受到重视,尤其是超声无损检测技术,因其检测效率高、对人体无害等优点而备受关注。孔隙作为复合材料中最常见的微观缺陷,对复合材料的性能是有非常大的影响的,因而使用超声无损检测技术对复合材料中的孔隙进行定量和定性的评估是有极大的实际意义的。本文结合国家自然基金项目和博士点基金项目,对复合材料的孔隙缺陷超声检测技术进行了深入研究。第一章介绍了复合材料无损检测及孔隙率检测的国内外发展现状,阐述了发展复合材料孔隙率超声检测技术的意义,点明本文的研究背景和主要的研究内容及章节安排。第二章阐述了超声检测的原理及超声波衰减的机理,介绍了超声检测的几种方法以及复合材料孔隙缺陷检测的相关方法。第三章介绍了11自由度超声检测系统,基于此系统利用透射法进行了复合材料孔隙率检测的定量实验。在实验数据的基础上,拟合了超声波衰减与孔隙率的关系曲线。另外,建立了一个可以由超声波衰减和板材层数决定孔隙率的数学模型,可以用于评估一定层数范围内的不同层数的复合材料板材的孔隙率。第四章使用Ansys软件建立具有局部集中孔隙的碳纤维复合材料板材模型,模拟超声波入射,得到反射回波信号。再对时域信号进行局部的频谱分析,观察孔隙区域与非孔隙区域的频率成分的区别。最后通过小波时频分析工具,在时频域观察回波信号。利用局部孔隙的存在对模型原有的结构共振信号的破坏来判定局部孔隙存在的大体位置。第五章总结与展望,对全文的工作进行了回顾和总结,并对下一步的工作提出了一些设想。
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