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基于超声背散射信号处理的碳纤维复合材料孔隙检测研究

陈越超

浙江大学

摘要：碳纤维复合材料（Carbon Fibre Reinforced Plastics,简称CFRP）在航空航天、车辆制造、大型工程建设等领域有着广泛应用。在制造和使用过程中,CFRP内部难免会出现缺陷,超声检测技术则是CFRP缺陷无损检测的主要手段之一。随着CFRP制造技术的进步,含有厚截面和曲面变厚度等区域的CFRP构件已经逐渐得到使用,这使得传统的复合材料超声检测手段及信号处理技术已很难再满足这些构件中某些部分的检测精度要求。针对这些材料的检测难点,本文以CFRP超声检测的相关基金项目为依托,对厚截面CFRP和曲面变厚度CFRP孔隙缺陷的超声检测技术进行研究,全文的研究工作及成果如下。（1）对各类CFRP孔隙超声检测方法进行分析,得到各方法的特点。同时采用金相实验法对论文涉及的CFRP的孔隙进行观察与分析,得到孔隙的形态与分布特征。根据上述分析结果提出了基于超声背散射信号处理的厚截面CFRP和曲面变厚度CFRP孔隙检测方法。（2）对声波在层状粘滞媒质中的反射与透射进行推导,得到声波反射系数分布函数频域模型。采用该模型对多层CFRP声波反射系数进行计算,得到超声波在层状CFRP中产生共振... 更多

关键词：

碳纤维复合材料; 超声波检测技术; 孔隙缺陷; 局部集中; 背散射信号; 共振结构噪声; 提升小波变换; 三维成像;