RTM碳纖維復合材料憑借其優(yōu)越的性能、較低的成,近年來在航空、航天、汽車制造、體育等諸多領域被重視并且加以廣泛應用。但是由于其在制作過程中受到制備工藝、環(huán)境等因素影響,最終成型的材料可能存在一些缺陷,主要包括宏觀缺陷和微觀缺陷兩大類,這些缺陷很大程度影響了材料本身性能。因此對該材料缺陷的檢測和評價進行研究具有重要意義。本文在研究RTM碳纖維復合材料缺陷的基礎上分別采用超聲特征掃描成像的檢測方法跟測試非線性檢測方法對宏觀缺陷和孔隙微觀缺陷進行評價。通過分析超聲檢測所成圖像跟缺陷金相,總結了各種宏觀缺陷形貌特征,優(yōu)化了孔隙微觀缺陷非線性超聲檢測方法。具體主要工作如下:(1)從理論上研究了RTM碳纖維復合材料中不同種類宏觀缺陷所對應的超聲波波形圖跟超聲特征掃描成像,為不同宏觀缺陷的識別提供理論依據(jù)。通過超聲特征掃描成像的檢測方法對宏觀缺陷進行檢測,采用成像的方法展示了各種宏觀缺陷的形貌,總結分析了各缺陷形貌特征。最后對宏觀缺陷進行金相分析,驗證檢測結果的可靠性。(2)在前人的基礎上,對孔隙缺陷非線性超聲檢測方法進行了優(yōu)化,其中包括實驗方式的改進,超聲換能器的改進,激勵電壓的選取,最佳探頭頻率的選取,時閾波形區(qū)間的選取。通過已知真實孔隙率的試樣驗證優(yōu)化結果的真實性。研究結果表明,疏松缺陷、分層缺陷、夾雜缺陷、氣泡缺陷的超聲波形特征跟缺陷成像特征都有各自鮮明的特點,可以作為不同缺陷類型判斷的依據(jù),這對宏觀缺陷的檢測研究具有重要實際意義。通過對孔隙缺陷非線性超聲檢測的實驗方式、超聲換能器選擇、激勵電壓選取、探頭頻率選取、時閾波形區(qū)間選取進行優(yōu)化,使實驗的穩(wěn)定性更好,可重復性更強,對孔隙率的表征更為準確。
【學位單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TB332
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題依據(jù)
        1.1.1 RTM工藝
        1.1.2 RTM碳纖維復合材料基本特性
        1.1.3 RTM碳纖維復合材料的應用
    1.2 RTM碳纖維復合材料缺陷類型及檢測方法
        1.2.1 RTM碳纖維復合材料常見缺陷
        1.2.2 宏觀缺陷檢測
        1.2.3 RTM碳纖維復合材料孔隙檢測方法
    1.3 非線性超聲檢測
        1.3.1 非線性超聲檢測技術概述
        1.3.2 非線性超聲檢測技術國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容
第2章 RTM碳纖維復合材料超聲檢測理論研究
    2.1 材料的聲學特性
        2.1.1 聲速
        2.1.2 各向異性固體中的聲阻抗
        2.1.3 超聲波衰減的基本理論
        2.1.4 聲反射特性
    2.2 RTM碳纖維復合材料宏觀缺陷檢測原理及方法選取
        2.2.1 疏松缺陷超聲檢測特征分析
        2.2.2 分層缺陷超聲檢測特征分析
        2.2.3 夾雜缺陷超聲檢測特征分析
        2.2.4 氣泡缺陷超聲檢測特征分析
        2.2.5 宏觀缺陷超聲檢測方法選擇
    2.3 RTM碳纖維復合材料微觀缺陷檢測原理及方法選擇
        2.3.1 非線性理論
        2.3.2 非線性超聲檢測方法的選取
        2.3.3 檢測對象的非線性特征值選取
        2.3.4 孔隙缺陷非線性超聲檢測現(xiàn)存問題
    2.4 本章小結
第3章 宏觀缺陷的超聲檢測及分析
    3.1 樣品及檢測
        3.1.1 樣品
        3.1.2 超聲特征掃描成像檢測
    3.2 金相制作
    3.3 宏觀缺陷分析
        3.3.1 疏松缺陷分析
        3.3.2 分層缺陷檢測及分析
        3.3.3 夾雜缺陷檢測及分析
        3.3.4 氣泡缺陷檢測及分析
    3.4 本章小結
第4章 孔隙缺陷非線性超聲評價方法優(yōu)化研究
    4.1 非線性超聲實驗
    4.2 試樣挑選
        4.2.1 聲速聲衰減測量
        4.2.2 金相法測孔隙率
    4.3 實驗優(yōu)化
        4.3.1 實驗方式的優(yōu)化
        4.3.2 換能器的選擇及制作
        4.3.3 電壓的選取
        4.3.4 試樣表面狀態(tài)對實驗結果的影響
        4.3.5 發(fā)射超聲換能器頻率的選取
        4.3.6 時域波形區(qū)域選取
    4.4 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 洪曉斌;馮進亨;林沛嵩;劉桂雄;;非金屬管道損傷的非線性超聲導波延時檢測定位方法[J];光學精密工程;2016年07期

2 焦敬品;吳超;孟祥吉;吳斌;何存富;;非線性超聲諧振方法及在結垢檢測中的應用研究[J];機械工程學報;2016年08期

3 王麗梅;陳友興;王召巴;江念;;環(huán)氧樹脂固化深度的非線性超聲檢測[J];工程塑料應用;2015年11期

4 周鳳梅;;紅外熱成像與中醫(yī)[J];中醫(yī)學報;2014年09期

5 樊振中;徐秀利;王玉靈;劉建軍;;熔模精密鑄造技術在航空工業(yè)的應用及發(fā)展[J];特種鑄造及有色合金;2014年03期

6 陸銘慧;王旭;;非線性超聲檢測信號提取的電路設計及測試[J];失效分析與預防;2014年01期

7 周正干;孫廣開;李征;陳秀成;;復合材料層壓板鉆孔分層激光超聲檢測方法[J];機械工程學報;2013年22期

8 李忠輝;許志美;馬新勝;;碳纖維制備技術課程的教學研究[J];化工高等教育;2013年05期

9 陸銘慧;林娜;;RTM/紡織復合材料孔隙率非線性超聲方法研究[J];航空制造技術;2013年05期

10 周正干;孫廣開;李征;張耀;;激光超聲檢測技術在復合材料檢測中的應用[J];哈爾濱理工大學學報;2012年06期

相關博士學位論文 前1條

1 萬楚豪;U71Mn鋼焊接接頭疲勞損傷的非線性超聲檢測[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 侯天宇;304不銹鋼晶間腐蝕敏感性的非線性超聲表征[D];大連理工大學;2016年

2 馮偉;鋁合金疲勞損傷的多點快速非線性超聲檢測[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 秦鵬;HR3C鋼煙側腐蝕的非線性超聲檢測與表征[D];大連理工大學;2015年

4 宋憲;金屬粘接界面沖擊疲勞作用下力學性能的非線性超聲評價[D];北京交通大學;2015年

5 祝婧;基于非線性超聲的RTM/紡織復合材料孔隙評價研究[D];南昌航空大學;2014年

6 林娜;RTM/紡織復合材料微缺陷非線性評價方法研究[D];南昌航空大學;2013年

7 廉德欽;電容式超聲傳感器信號提取電路設計[D];中北大學;2013年

8 康中志;軟模/真空灌注成型工藝及制品探討研究[D];武漢理工大學;2011年

9 李蕓婷;三維編織復合材料聲發(fā)射測試技術研究[D];天津工業(yè)大學;2008年

10 楊云飛;纖維預制體滲透率測定方法及影響因素的研究[D];武漢理工大學;2007年

本文編號：2880020