碳纖維復(fù)合材料分層損傷的超聲波無損檢測(cè)研究.pdf

1、由于復(fù)合材料具有剛度大、強(qiáng)度高、重量輕的顯著優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于航空、建筑、工業(yè)等眾多領(lǐng)域，但是復(fù)合材料在制造和使用過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生各種缺陷以及損傷，因此對(duì)復(fù)合材料的無損檢測(cè)成為國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文研究碳纖維復(fù)合材料分層損傷的超聲波無損檢測(cè)方法，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的檢測(cè)電路以及基于DSP的算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳纖維復(fù)合材料分層損傷的定量檢測(cè)。 本文在研究超聲回波法檢測(cè)機(jī)理和數(shù)字信號(hào)處理理論的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合材料分層損傷進(jìn)行了數(shù)

2、學(xué)分析，設(shè)計(jì)了一套以TMS320VC5410DSP(DigitalSignalProcessing)芯片為核心、包括超聲波脈沖電路、信號(hào)預(yù)處理、A/D轉(zhuǎn)換及采樣、控制與顯示電路在內(nèi)的測(cè)試系統(tǒng)，用來對(duì)超聲檢測(cè)回波信號(hào)作實(shí)時(shí)分析處理，實(shí)現(xiàn)分層狀態(tài)信息的提取以及識(shí)別。在系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)中多選用小封裝，低功耗，抗干擾能力強(qiáng)的芯片，降低了系統(tǒng)成本，減小了系統(tǒng)的體積。 在此基礎(chǔ)上，本文分別對(duì)回波脈沖信號(hào)的時(shí)域特征參量：能量、幅值、衰減系數(shù)和

3、頻域特征參量：頻譜、頻移變化等進(jìn)行分析，分別制定了相關(guān)的實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法，并相應(yīng)地設(shè)計(jì)了16位定點(diǎn)DSP算法實(shí)現(xiàn)程序。 通過對(duì)各種檢測(cè)算法的效果進(jìn)行綜合分析比較發(fā)現(xiàn)時(shí)域信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)特征差別比較明顯，但以能量參量處理效果最佳，相對(duì)于時(shí)域處理，頻域處理受耦合狀況等因素影響較小，處理結(jié)果穩(wěn)定。本課題實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳纖維復(fù)合材料分層損傷量化檢測(cè)的目的。通過本課題的研究工作，得到了一些有實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步研究復(fù)合材料損傷