碳纤维复合材料电磁防护性能测试评估技术

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1、学校代码：10286分类号：TN03密级：公开UDC：621学号：150299工程硕士学位论文碳纤维复合材料电磁防护性能测试评估技术（学位论文形式：应用研究）研究生姓名：刘吴翰导师姓名：周忠元陈志锋申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称机械工程论文答辩日期2018年6月6日研究方向电磁兼容学位授予日期20年月日答辩委员会主席徐加征评阅人蒋全兴景莘慧2018年6月6日硕士学位论文碳纤维复合材料电磁防护性能测试评估技术专业名称：机械工程研究生姓名：刘吴翰导师姓名：周忠元陈志锋ELECTROMAGNETICPROTECTIONTESTINGANDEVA

2、LUATIONTECHNOLOGYFORCARBONFIBERCOMPOSITESADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLiuWuhanSupervisedbyProf.ZhouZhongyuanChenZhifengSchoolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研？５：成ＳＬ

3、尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或潠写过１的研宄成果ｆ也不包含为获得东南大学或邦它教Ｗ机构的学位或证书而便用过的Ｗ料。与我—同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在沦文中作了明确的说明并表示了谢意？喊生签名＾＇１＇＾：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中阐科学技术佔思研宄所、国家图书馆、（中阴学术期刊〈光盘版）》电子汆志社有限公句、万方数据电Ｔ出版社、北京万方致据股份有哏公司苻权保留本人所送文学Ｅ■论文的级印件和电子文档，可以采用彩印、缩印成其他汉刺手段保存论文＊本人电子文档的一内

4、容和纸质论文的内容相和借阅．可以致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被杏阅公布、。论文的公布（包括以电Ｔ佶息肜式刊登）论文的免部内斿或中英文榜耍等部分内容（包括以电子信息形式刊登）校权东南大学研艽生院办理。／■ｙ导师签名：网ｒ研宄生签客夕ｋ勒？烟摘要摘要随着科学技术的发展，碳纤维复合材料已在模块壳体、机箱机柜等装置上的得到了广泛应用，特别是其轻质，高强度和刚度使其在飞机机身的选择中备受欢迎。而碳纤维复合材料在射频场、磁场及雷电脉冲场环境下的电磁防护性能将直接影响飞机的电磁兼容性，从而对飞机飞行安全造成较大影响。本文从碳纤维复合材料射频场

5、下的转移阻抗、磁场下的等效电导率及雷电脉冲场下的脉冲阻抗三个方面入手，研究其电磁防护性能测试技术。针对以上三个方面，首先为了研究在射频场环境下，碳纤维复合材料将一表面电流转移成另一表面电压能力的测试方法，本文引入射频转移阻抗的概念。设计并制作了频率上限为1GHz的射频转移阻抗同轴测试装置，然后使用HFSS对装置的关键参数进行了仿真和优化。接着对装置性能进行测试，测试结果表明其测试范围为0~1GHz，在该范围内VSWR低于1.25，S11低于-20dB，趋势和大小与仿真结果基本吻合。最后用装置测试碳纤维复合材料，从4次独立测试结果可以看出其可重复性较好，几次结果

6、的最大差值为3dB。接着为了研究磁场环境下，碳纤维复合材料导电性能的测试方法，引入等效电导率的概念。首先从理论上根据平板型材料磁场屏蔽效能推导出其相对电导率，然后通过小环天线法对碳纤维复合材料1MHz以下磁场屏蔽效能进行测试，则可由测得的结果推导得出其等效电导率。最后运用HFSS建立仿真模型并设置材料参数，对简化推导结果进行了仿真验证，仿真结果与实测结果基本吻合。同时，根据试验和仿真结果的对比表明，该方法可用于获取碳纤维复合材料在1MHz以下的等效电导率。最后为了研究雷电脉冲场下，碳纤维复合材料阻抗特性的测试方法，引入脉冲阻抗的概念。介绍了雷电直接效应试验波形

7、并选用合适的波形分量。然后以多种实验方法为基础，提出了一种测试碳纤维复合材料脉冲阻抗的方法。最后对测试中选取的参数包括电流幅值、电极尺寸及电极材料进行界定，为以后的研究与测试奠定了基础。关键词：射频转移阻抗，等效电导率，脉冲阻抗，碳纤维复合材料IAbstractAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,carbonfibercompositematerialshavebeenwidelyusedinmodulehousings,chassiscabinets,andotherdevices.Especia

8、llybecauseofthechar