超聲非線性測(cè)試系統(tǒng)性能研究及信號(hào)提取方法.pdf

1、復(fù)合材料是一種新型材料,它具有許多優(yōu)良的化學(xué)特性,如耐磨、耐高溫、疲勞強(qiáng)度好、不易發(fā)生蠕變等。這些常規(guī)材料所不具備的優(yōu)點(diǎn)使其在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中RTM/紡織復(fù)合材料是通過(guò)RTM與紡織技術(shù)相結(jié)合所得到低成本、高性能的復(fù)合材料構(gòu)件。由于制造過(guò)程中受到壓力、溫度等外界因素影響,RTM/紡織復(fù)合材料內(nèi)部易產(chǎn)生孔隙類(lèi)微觀缺陷,這類(lèi)微觀缺陷的存在對(duì)其使用壽命有著決定性影響。
　　本文以RTM/紡織復(fù)合材料中的孔隙缺陷為對(duì)象,采用非

2、線性超聲進(jìn)行檢測(cè),搭建了一個(gè)超聲非線性檢測(cè)系統(tǒng),分析測(cè)試了系統(tǒng)性能,研究了諧波信號(hào)提取方法,研制了濾波系統(tǒng)用于改善諧波信號(hào)的識(shí)別。
　　首先,從理想固體中的一維非線性波動(dòng)方程出發(fā),論述了相應(yīng)的非線性超聲效應(yīng)。并推導(dǎo)出二次非線性系數(shù)及高次非線性系數(shù)的表達(dá)式。
　　其次,對(duì)搭建的超聲非線性測(cè)試系統(tǒng)的性能進(jìn)行研究,著重分析了各部分的非線性因素及抑制措施,如激勵(lì)信號(hào)模式、放大器性能、換能器種類(lèi)等,并通過(guò)增加高低通濾波器和運(yùn)算放大器,

3、實(shí)現(xiàn)了二次諧波信號(hào)的有效提取。
　　最后,通過(guò)對(duì)孔隙含量不同的RTM試樣的超聲非線性測(cè)試,對(duì)比研究了濾波系統(tǒng)對(duì)諧波信號(hào)提取的影響,通過(guò)分析非線性參數(shù)的變化趨勢(shì)驗(yàn)證了濾波系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。
　　研究結(jié)果表面:超聲非線性測(cè)試系統(tǒng)的性能直接影響材料非線性系數(shù)測(cè)量的可靠性,需要在換能器、聲耦合及信號(hào)處理等方面采取相應(yīng)的措施來(lái)抑制或減少系統(tǒng)本身的非線性影響。在非線性聲學(xué)測(cè)量當(dāng)中,合適的換能器并不能完全抑制雜散頻率。正確設(shè)計(jì)濾波系統(tǒng)