【摘要】：隨著碳纖維復(fù)合材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用越來越廣泛,針對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷檢測也變得越來越重要。目前針對碳纖維復(fù)合材料的無損檢測方法有多種,電渦流檢測方法以非接觸、無需耦合劑、能在碳纖維生產(chǎn)過程中檢測等特點(diǎn),得到學(xué)術(shù)界及工程界廣泛的重視。碳纖維復(fù)合材料呈現(xiàn)一定的導(dǎo)電特性,使得電渦流檢測成為可能。由于碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)電性弱,為獲得較高檢測靈敏度,需要提高檢測頻率。本文集成了一套高頻電磁渦流檢測系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料常見損傷的檢測。上位機(jī)通過控制機(jī)械臂夾持探頭實(shí)現(xiàn)二維平面掃描,控制硬件電路實(shí)現(xiàn)信號產(chǎn)生、處理、發(fā)送等工作。系統(tǒng)工作頻率能達(dá)到10MHz,頻率可調(diào)。本文主要完成的工作包括:(1)完成硬件電路自動(dòng)平衡模塊的改進(jìn),并創(chuàng)立與上位機(jī)通信的協(xié)議指令格式;(2)分析了上位機(jī)與機(jī)械臂間的通信格式,并基于LabVIEW語言實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂的控制;(3)用LabVIEW程序設(shè)計(jì)了完整的檢測系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)了硬件電路的控制、機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)的顯示與保存等程序,使檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)掃描工作;(4)分別制作不同類型損傷的試驗(yàn)板,包括裂紋損傷、沖擊損傷和分層損傷,并置于檢測系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對于不容易觀察的損傷形式,還以超聲C掃結(jié)果進(jìn)行比對驗(yàn)證,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性及實(shí)用性。
[Abstract]:With the increasing application of CFRP in practical engineering, damage detection for its structure becomes more and more important. At present, there are many non-destructive testing methods for carbon fiber composites. Eddy current testing methods are non-contact, no coupling agent, and can be used in the process of carbon fiber production, so it has been widely paid attention to by academic and engineering circles. Carbon fiber composites exhibit a certain electrical conductivity, which makes eddy current detection possible. Because of the weak conductivity of carbon fiber composites, it is necessary to improve the detection frequency in order to obtain higher detection sensitivity. In this paper, a high frequency electromagnetic eddy current testing system is integrated to detect the common damage of carbon fiber composites. The upper computer realizes two-dimensional plane scanning by controlling the arm clamping probe, and controls the hardware circuit to realize signal generation, processing, transmission and so on. The operating frequency of the system can reach 10 MHz and the frequency can be adjusted. The main works of this paper are as follows: (1) the improvement of the hardware circuit automatic balance module is completed, and the protocol instruction format of communication with the host computer is established; (2) the communication format between the upper computer and the manipulator is analyzed. The control of the manipulator is realized based on LabVIEW language. (3) the software of the detection system is designed with the LabVIEW program, which realizes the control of the hardware circuit, the motion control of the manipulator, the display and saving of the data, and so on. (4) make different types of damage test plates, including crack damage, impact damage and delamination damage, and put them in the detection system for experimental verification, for the damage forms that are not easy to observe. The feasibility and practicability of the system are verified by the experimental results.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝豐遠(yuǎn);馮小錄;;有關(guān)碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀及市場的分析和探究[J];民營科技;2016年11期

2 郭太平;裘進(jìn)浩;程軍;季宏麗;彭俊華;;高頻電磁渦流檢測系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究[J];國外電子測量技術(shù);2015年11期

3 張牧;李績臣;張榮華;劉珊;;碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料電磁渦流無損檢測方法的并聯(lián)阻抗模型分析[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

4 鄧桂芳;;碳纖維行業(yè)發(fā)展趨勢分析[J];化學(xué)工業(yè);2015年09期

5 袁文種;周金;;碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線在110 kV線路增容改造中的應(yīng)用[J];貴州電力技術(shù);2015年05期

6 楊玉娥;張文習(xí);;碳纖維復(fù)合材料的無損檢測綜述[J];濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年06期

7 孫磊;焦少妮;杜飛;曾志偉;;碳纖維復(fù)合材料趨膚效應(yīng)研究[J];電子質(zhì)量;2014年03期

8 余正杰;饒丹武;邵欣;閆勇;馬俊欣;薛立武;;基于X-SEL控制器的開發(fā)應(yīng)用[J];石油儀器;2014年01期

9 蘇峰;;寶馬i3純電動(dòng)車——全碳纖維復(fù)合材料車身[J];纖維復(fù)合材料;2012年03期

10 孟強(qiáng);梅大成;秦勃;葉強(qiáng);;以單片機(jī)作為S7-200 PLC從站的PPI協(xié)議的設(shè)計(jì)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2012年17期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 何峗澤;電磁無損檢測缺陷識別與評估新方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 易增博;碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

2 陳凡軍;碳纖維立體編織板狀復(fù)合材料力學(xué)分析[D];東華大學(xué);2014年

3 曹釗濱;數(shù)字渦流檢測系統(tǒng)的研制[D];中北大學(xué);2013年

4 丁萍;CFRP層合板低能量沖擊行為與力學(xué)損傷[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

5 蘇燦軍;PAN基碳纖維徑向結(jié)構(gòu)的高溫演變規(guī)律的研究[D];北京化工大學(xué);2011年

6 龔翔;電渦流檢測系統(tǒng)開發(fā)及正向問題研究[D];浙江大學(xué);2008年

，

本文編號：2196322