【摘 要】
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碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Ploymer,CFRP)在多个工业领域大量应用,针对这种新型材料的无损检测方法的研究也越来越受到关注。利用无损检测技术发现在其制
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碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Ploymer,CFRP)在多个工业领域大量应用,针对这种新型材料的无损检测方法的研究也越来越受到关注。利用无损检测技术发现在其制造和使用过程中的各种缺陷,对保证生产生活中的安全性和促进碳纤维复合材料的发展,具有十分重要的作用。涡流检测是一种非接触、低成本、无辐射、不需要耦合剂的检测技术,它是基于载流线圈与导电材料之间的电磁感应原理实现的。本文根据纤维复合材料的检测需求,针对实际使用中更加常见的平纹编织CFRP,对其电测涡流检测技术进行了深入的研究。本论文在深入研究单向CFRP的电学特性和涡流通路的基础上,提出了一种平纹编织CFRP的离散化电导率模型,并使用双圆旋转(DCR)线圈传感器,以传感器阻抗信号作为检测信号特征量对平纹编织CFRP进行有限元仿真分析。在此基础上,设计了平纹编织CFRP的检测系统,对平纹编织CFRP的缺陷以及疲劳特征进行了分析总结。研究表明,线圈阻抗的最大变化出现在经纱和纬纱的电导率矢量叠加的最大值处,且仿真结果与实验结果误差小于0.6%,故本文所提出的模型可以有效模拟平纹编织CFRP的电磁特性,同时使用DCR线圈传感器可以有效地检测出平纹编织CFRP的缺陷以及疲劳情况,具有较好的可视化。平纹编织CFRP的电导率在循环载荷作用下会发生变化。此外,可以通过在离散化模型中改变电导率来模拟平纹编织CFRP的疲劳现象。
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