基于電容敏感機理的飛機復合材料檢測方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、航空復合材料具有重量輕、強度高、耐磨損等優(yōu)點,被廣泛應用于新型飛機結構。由于復合材料的損傷機理、失效形式及疲勞壽命等與金屬材料結構顯著不同,因此為提高飛行安全、有效預估材料殘余疲勞壽命,需要對復合材料開展無損在線健康監(jiān)測研究。
  電容層析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)是近年來出現(xiàn)的基于電容敏感機理的新型無損檢測技術,具有適應性強、價格低、速度快、無損可視等優(yōu)點。本文基于平面陣列

2、電容傳感器構建ECT系統(tǒng),實現(xiàn)對飛機復合材料無損檢測。為驗證其有效性和可靠性,對ECT系統(tǒng)的激勵模式、傳感器設計與優(yōu)化,以及硬件系統(tǒng)平臺搭建等相關方面展開研究:
 ?。?)分析ECT的“軟場”特性,利用COMSOL建立三維平面陣列傳感器,并對其進行仿真,利用Matlab將仿真得到的數(shù)據(jù)進行成像,對比不同損傷模型下的成像效果;優(yōu)化傳感器的設計參數(shù),包括電極幾何形狀、電極間距、基板厚度,以及屏蔽電極等,分析每個參數(shù)對傳感器的信號強度、

3、探測深度、靈敏度等性能的影響。
  (2)優(yōu)化激勵測量模式,提出奇偶激勵模式,并對比分析單激勵模式、雙激勵模式和奇偶激勵模式下傳感器各項性能和成像效果。
 ?。?)設計基于Xilinx Spartan-3AN系列FPGA芯片的ECT硬件檢測系統(tǒng)。利用FPGA的DDS模塊結合D/A轉換芯片搭建激勵信號源;基于FPGA嵌入式軟核搭建控制模擬開關、多路選通、程控放大、及通信的微控制器(MCU);同時通過FPGA采集A/D轉換后的數(shù)

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