本文關(guān)鍵詞：基于激光超聲技術(shù)的層合結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)方法研究

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【摘要】：超聲導(dǎo)波對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的損傷較為敏感,在衰減的情況下還可以傳播較長(zhǎng)的距離,被廣泛的認(rèn)為是復(fù)合材料損傷定量檢測(cè)的最支持工具之一。激光超聲檢測(cè)技術(shù)是利用激光照射在結(jié)構(gòu)表面時(shí)產(chǎn)生的熱彈效應(yīng)和燒蝕機(jī)制在結(jié)構(gòu)中激發(fā)出超聲導(dǎo)波進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè),具有非接觸式激勵(lì)、檢測(cè)空間分辨率高、對(duì)構(gòu)件表面要求不高等優(yōu)點(diǎn),已成為無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。層合材料的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,為了有效地檢測(cè)其損傷,本文基于激光超聲技術(shù),對(duì)層合結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)方法進(jìn)行了深入的探討和研究。首先,深入了解了激光超聲技術(shù)的檢測(cè)原理,對(duì)Lamb波的傳播特性以及頻散的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,對(duì)相應(yīng)的信號(hào)處理手段(傅里葉變換和小波變換)進(jìn)行了探討和研究,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)中Lamb波的波場(chǎng)分離以及基于能量圖譜的結(jié)構(gòu)損傷的可視化研究。其次,基于Lamb波的頻散方程,利用一維短空間截?cái)嗟姆椒?分析Lamb波波數(shù)信號(hào)隨空間的變化規(guī)律,從而判斷損傷的位置。在此基礎(chǔ)上,探討Lamb波波數(shù)與結(jié)構(gòu)本身特性的關(guān)系,定量分析了鋁板中損傷的嚴(yán)重程度,并對(duì)碳纖維復(fù)合材料的損傷程度進(jìn)行了大致評(píng)估。最后,將基于波數(shù)分析的信號(hào)處理方法應(yīng)用于二維空間,采用短空間傅里葉變換的方法,通過(guò)時(shí)域和頻域的局部波數(shù)估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)層合結(jié)構(gòu)損傷的定位成像;通過(guò)對(duì)不同時(shí)刻的波場(chǎng)進(jìn)行波數(shù)分析,根據(jù)不同波數(shù)所占的權(quán)值不同,采用波數(shù)域內(nèi)加窗的方法濾除健康信號(hào),并通過(guò)二維波場(chǎng)能量圖實(shí)現(xiàn)損傷的定位成像。
【關(guān)鍵詞】：激光超聲技術(shù) 層合結(jié)構(gòu) Lamb波 波場(chǎng)分離 波數(shù)分析 無(wú)損檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB559;TN249
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 課題的研究背景及意義15-16
• 1.2 激光超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展16-18
• 1.3 常用的激光超聲傳感元件18-19
• 1.4 Lamb波的傳播特性19-20
• 1.5 激光超聲信號(hào)處理方法20-22
• 1.5.1 時(shí)域分析20-21
• 1.5.2 頻域分析21
• 1.5.3 綜合時(shí)間-頻率域分析21-22
• 1.6 本文的研究目標(biāo)和內(nèi)容安排22-24
• 第二章 激光超聲檢測(cè)技術(shù)24-39
• 2.1 引言24
• 2.2 激光超聲檢測(cè)技術(shù)基本原理24-26
• 2.2.1 激光超聲的激發(fā)原理24-25
• 2.2.2 基于聲場(chǎng)互易假設(shè)的波場(chǎng)成像25-26
• 2.3 Lamb波的傳播特性26-32
• 2.3.1 單層介質(zhì)中Lamb波的傳播特性26-29
• 2.3.2 多層介質(zhì)中Lamb波的傳播特性29-32
• 2.4 激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成32-38
• 2.4.1 控制單元33-34
• 2.4.2 激勵(lì)單元34-36
• 2.4.3 傳感單元36-37
• 2.4.4 層合結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第三章 基于波場(chǎng)分離的損傷識(shí)別方法39-50
• 3.1 引言39
• 3.2 基于小波分析的信號(hào)提取方法39-41
• 3.2.1 小波變換39-40
• 3.2.2 小波提取信號(hào)實(shí)驗(yàn)40-41
• 3.3 基于傅里葉變換的波場(chǎng)分離方法41-45
• 3.3.1 傅里葉變換41-42
• 3.3.2 波場(chǎng)分離理論42-43
• 3.3.3 波場(chǎng)分離實(shí)驗(yàn)43-45
• 3.4 基于能量分布的損傷成像技術(shù)45-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 損傷深度對(duì)Lamb波傳播特性的影響50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 基于傅里葉變換的波數(shù)分析50-51
• 4.2.1 波數(shù)分析理論50
• 4.2.2 Lamb波相速度的計(jì)算50-51
• 4.2.3 短空間傅里葉變換51
• 4.3 鋁板中的Lamb波傳播特性研究51-55
• 4.3.1 鋁板厚度與波數(shù)的關(guān)系51-52
• 4.3.2 鋁板損傷深度評(píng)估52-55
• 4.4 復(fù)合材料板中Lamb波傳播特性研究55-63
• 4.4.1 復(fù)合材料板厚度與波數(shù)的關(guān)系55-59
• 4.4.2 復(fù)合材料板損傷深度評(píng)估59-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 基于波數(shù)分析的損傷成像方法研究64-75
• 5.1 引言64
• 5.2 基于波數(shù)分析的損傷成像原理64
• 5.3 基于局部波數(shù)估計(jì)的成像方法64-70
• 5.3.1 瞬時(shí)波場(chǎng)波數(shù)分布估計(jì)64-65
• 5.3.2 頻域波數(shù)分布估計(jì)65
• 5.3.3 波數(shù)估計(jì)損傷成像實(shí)驗(yàn)65-70
• 5.4 基于波數(shù)濾波的成像方法70-73
• 5.4.1 波數(shù)濾波成像算法70
• 5.4.2 波數(shù)濾波損傷成像實(shí)驗(yàn)70-73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 第六章 總結(jié)和展望75-77
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 問(wèn)題與展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82-84
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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5 劉春秘;張素香;鄭維龍;;層壓板和蜂窩結(jié)構(gòu)粘接缺陷的超聲C掃描檢測(cè)[J];無(wú)損檢測(cè);2012年05期

6 宋云飛;于國(guó)洋;殷合棟;張明福;劉玉強(qiáng);楊延強(qiáng);;激光超聲技術(shù)測(cè)量高溫下藍(lán)寶石單晶的彈性模量[J];物理學(xué)報(bào);2012年06期

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8 吳鍵;徐瑯;張?zhí)觳?張焰;;吸波涂料在復(fù)合材料表面的吸波性能研究[J];電鍍與涂飾;2007年09期

9 杜善義;;先進(jìn)復(fù)合材料與航空航天[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2007年01期

10 宋志剛;孫衛(wèi)和;;層壓復(fù)合材料的工藝性能及使用性能[J];鍛壓技術(shù);2007年01期

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本文編號(hào)：514981