非金屬復合材料陣列化阻抗測量系統(tǒng)設計.pdf

1、多種新型、先進的非金屬復合材料已被廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，然而，受環(huán)境、原材料、疲勞累積、撞擊、腐蝕等物理化學因素的影響，復合材料極易產生缺陷。聲阻法是應用較為廣泛的一種非金屬復合材料無損檢測方法，但利用現(xiàn)有的單探頭聲阻檢測儀進行復合材料檢測時，需不斷地移動探頭進行逐點檢測、檢測效率較低、不適于復合材料大構件的檢測，因此，極需要設計一種高效、便捷、適用性強的非金屬復合材料檢測系統(tǒng)。
　　本文在對國

2、內外相關技術進行了充分研究的基礎上，基于波傳播法聲阻抗測量原理，研發(fā)了一套非金屬復合材料陣列化阻抗測量系統(tǒng)。系統(tǒng)由電磁式激震-撿振器陣列、激勵信號發(fā)生器、激勵信號調理電路、多路陣列控制開關、信號采集、接收信號調理電路、供電電源等硬件系統(tǒng)和基于LabVIEW平臺的系統(tǒng)控制和信號分析處理軟件系統(tǒng)組成，其中系統(tǒng)控制軟件包括激勵信號生成控制、陣列開關控制、信號采集控制等模塊；信號分析處理軟件包括FIR與IIR數(shù)字濾波器、中值濾波器、小波閾值去噪

3、、改進的CEEMD閾值降噪、相關分析時延估計、CEEMD分解時延估計、幅值和頻率分析及S變換時頻分析等。系統(tǒng)具有一發(fā)單收和一發(fā)多收選擇功能。工作于一發(fā)單收模式時，采用單點激勵，單點接收；一發(fā)多收模式時，可單點激勵，多點接收，激勵與接收模式通過軟件系統(tǒng)柔性設置。系統(tǒng)基于被測物體內部結構不同，產生的力阻抗不同，從而導致材料聲阻抗特性發(fā)生變化的檢測原理，采用單?；蚨嗄７绞郊畋粶y件并獲取經過被測件傳遞后的多路響應信號，通過分析陣列激勵與響應信

4、號，實現(xiàn)對復合材料內部性能的檢查。
　　最后，本文對系統(tǒng)的激震性能、撿振性能、工作模式柔性控制功能的可靠性和穩(wěn)定性進行了測試和分析，并將該系統(tǒng)應用于復合板的缺陷檢測試驗：1）對于無損傷標準板，利用本系統(tǒng)對該板進行正弦掃頻激勵，使用多個撿振器接收板的振動響應，分析了該板的頻響特性隨檢測距離的變化規(guī)律，得到了該板的陣列化阻抗特征值；2）進行了缺陷檢測的簡單試驗，用相同的布設方案和激震方式檢測了損傷板的陣列化阻抗特性，用陣列化阻抗值的差