复合材料层合板lamb波脱层缺陷检测分析

《复合材料层合板lamb波脱层缺陷检测分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、复合材料层合板Lamb波脱层缺陷检测研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：于传虎指导教师：刘小峰副教授专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一五年四月中央高校基本科研业务费No.CDJZR12110057资助ResearchonLambwavedetectingdelaminationincompositelaminatesAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegr

2、eeofEngineeringByYuChuanhuSupervisedbyA.Prof.LiuXiaofengSpecialty:MechatronicsEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015ProjectNo.CDJZR12110057supportedbytheFundamentalResearchFundsfortheCentralUniversities中文摘要摘要随着工业技术的快速

3、发展，对工程应用中的材料属性要求越来越高。复合材料以高强度、大弹性模量、轻质量等方面优势在工业界得到广泛使用。复合材料结构的健康与否直接关系到系统的完整性和安全性，在复合材料层合板中最常见缺陷类型有纤维断裂、基体裂纹、脱层等，其中最难以检测的是内部脱层缺陷，这种缺陷严重影响复合材料的属性，在使用中存在着极大的安全隐患，国内外曾多次出现因脱层缺陷导致重大事故，所以复合材料中的脱层检测至关重要。本文使用Lamb波对脱层缺陷进行检测研究，分析Lamb波在复合材料板中传播原理并进行有限元模拟仿真，运用时间反转方法、小波分析法达到无基准检

4、测目的，并根据概率成像原理实现复合材料板的脱层缺陷二维平面成像。本文首先研究Lamb波在复合材料板中传播理论方程以及Lamb波的检测原理，求得频散方程，绘制频散曲线；对时间反转方法做了详细理论分析，并利用时间反转法和小波分析法建立无基准脱层检测基础；通过对时反后聚焦信号的分析和与原始激励信号的比对，提出时反聚焦性能评价指标和小波差异系数评估指标，并以此作为下文中脱层区域成像的重要参数。在理论研究的基础上，利用有限元分析软件建立Lamb波在复合材料板中传播模型，以一维Lamb波线传播模型和二维Lamb波平面传播模型仿真对复合材料板

5、导波传播特性进行深入研究。通过对检测信号的处理分析，确定是否存在脱层缺陷、定位脱层以及分析脱层尺寸对信号的影响，针对难处理的检测波形，提出“中心波峰去除法”，这一方法解决了信号微弱和缺陷反射回波与直达波混叠的问题，大大提高信号分析的有效性和准确性。利用时间反转法的重构性和小波差异系数实现层合板的二维概率脱层损伤成像，成功实现单处多层和多处脱层的成像显示，并对成像结果进行正确修正，能非常精确的定位到预设脱层损伤位置。关键词：Lamb波，复合材料，有限元法，时间反转法，损伤成像，小波差异系数I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABST

6、RACTWiththerapiddevelopmentofindustrialtechnology,therequirementsforengineeringapplicationmaterialpropertiesarebecomingincreasinglyhigher.Compositeiswidelyusedinindustrialfieldbecauseoftheadvantageofhigherstrength,biggerelasticitymodulusandlighterquality.Thehealthofc

7、ompositestructuresisdirectlyrelatedtotheintegrityandsecurityofsystem.Inthecompositelaminates,themostcommondefectsarefiberbreakage,matrixcrack,anddelaminationandthemostdifficultforexaminationistheinternaldelamination,andthisdefectseriouslyaffectsthecharacteristicsofth

8、ecompositematerial.Meanwhile,itbearssafetyrisksduringitsusage.Therearemanylargeaccidentsmadebydelaminationinhomeandabroad.Therefore