基于超聲LAMB波的碳纖維復(fù)合材料分層缺陷識(shí)別的研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)越，因此被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。碳纖維復(fù)合材料在使用的過(guò)程中，因?yàn)椴牧媳旧淼娜毕?，或者一些由碳纖維復(fù)合材料制造而成的構(gòu)件和設(shè)備在使用的過(guò)程中造成的材料的缺陷，都會(huì)給使用者帶來(lái)安全隱患，甚至造成巨大的損失。因此材料缺陷的檢測(cè)是尤其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是目前比較先進(jìn)的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，而計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)更是被成熟廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。本文的主要內(nèi)容是將超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)相結(jié)合，

2、用于碳纖維復(fù)合材料分層缺陷的檢測(cè)識(shí)別。研究?jī)?nèi)容如下：
　　通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，了解了超聲波在各項(xiàng)同性和各向異性材料中的傳播特性，并分別給出了超聲蘭姆在這兩種不同材料介質(zhì)中的頻散方程和頻散曲線。為在有限元仿真和實(shí)驗(yàn)中超聲蘭姆波激勵(lì)信號(hào)和走時(shí)的提取提供了理論依據(jù)。
　　詳細(xì)地介紹了計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并且推導(dǎo)出了基于中心切片定理的平行掃描濾波反投影算法和扇形掃描濾波反投影算法的數(shù)學(xué)公式，最后分別給出了這兩種算法的詳

3、細(xì)步驟。通過(guò)對(duì)比，最終選擇了扇形掃描濾波反投影算法對(duì)用于本文仿真和實(shí)驗(yàn)的圖像重建算法。
　　選擇碳纖維復(fù)合材料多向板T300/5028作為本文的研究對(duì)象，利用 ABAQUS有限元軟件分別建立分層缺陷在不同位置的薄板模型，通過(guò)加載五周期的漢寧窗口正弦信號(hào)來(lái)模擬超聲蘭姆波在薄板中的傳播，提取扇形掃描投影方式的走時(shí)數(shù)據(jù)。通過(guò)MATLAB編寫(xiě)扇形掃描濾波反投影算法程序，將提取到的走時(shí)數(shù)據(jù)代入算法中對(duì)薄板模型進(jìn)行重建成像，缺陷信息清晰可見(jiàn)。