碳纖維復(fù)合材料孔隙缺陷超聲檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)在航空航天等諸多行業(yè)中得到了廣泛的使用。而針對(duì)復(fù)合材料的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也越來(lái)越受到重視，尤其是超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，因其檢測(cè)效率高、對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。孔隙作為復(fù)合材料中最常見(jiàn)的微觀缺陷，對(duì)復(fù)合材料的性能是有非常大的影響的，因而使用超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料中的孔隙進(jìn)行定量和定性的評(píng)估是有極大的實(shí)際意義的。本文結(jié)合國(guó)家自然基金項(xiàng)目和博士點(diǎn)基金項(xiàng)目，對(duì)復(fù)合材料的孔隙缺陷超聲檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　第一章介紹

2、了復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)及孔隙率檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了發(fā)展復(fù)合材料孔隙率超聲檢測(cè)技術(shù)的意義，點(diǎn)明本文的研究背景和主要的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排。
　　第二章闡述了超聲檢測(cè)的原理及超聲波衰減的機(jī)理，介紹了超聲檢測(cè)的幾種方法以及復(fù)合材料孔隙缺陷檢測(cè)的相關(guān)方法。
　　第三章介紹了11自由度超聲檢測(cè)系統(tǒng)，基于此系統(tǒng)利用透射法進(jìn)行了復(fù)合材料孔隙率檢測(cè)的定量實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，擬合了超聲波衰減與孔隙率的關(guān)系曲線。另外，建立了一個(gè)可以由超

3、聲波衰減和板材層數(shù)決定孔隙率的數(shù)學(xué)模型，可以用于評(píng)估一定層數(shù)范圍內(nèi)的不同層數(shù)的復(fù)合材料板材的孔隙率。
　　第四章使用Ansys軟件建立具有局部集中孔隙的碳纖維復(fù)合材料板材模型，模擬超聲波入射，得到反射回波信號(hào)。再對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行局部的頻譜分析，觀察孔隙區(qū)域與非孔隙區(qū)域的頻率成分的區(qū)別。最后通過(guò)小波時(shí)頻分析工具，在時(shí)頻域觀察回波信號(hào)。利用局部孔隙的存在對(duì)模型原有的結(jié)構(gòu)共振信號(hào)的破壞來(lái)判定局部孔隙存在的大體位置。
　　第五章總結(jié)與