為解決玻璃纖維增強聚乙烯樹脂復合材料（CGF/PE）層合板的沖擊定位問題,本文提出了基于光纖傳感方法和相關系數(shù)法的沖擊定位方法。首先將連續(xù)的實驗區(qū)域劃分為面積相等的9個部分,進行沖擊定位實驗,由光纖Bragg光柵（FBG）收集沖擊響應信號,經小波閾值方法進行降噪,提取中心波長變化最大值處的時域特征信號,根據計算得到的時域信號相關系數(shù)的大小實現(xiàn)對沖擊點的定位。結果表明,對于初始劃分區(qū)域的層合板沖擊實驗,該方法的沖擊定位預測準確率為100%,有效驗證了該方法的可靠性。接著,進一步細分實驗區(qū)域,對該方法的實驗精度進行了探究,結果表明,在細分區(qū)域的層合板沖擊實驗中,在70 mm和23.3 mm尺度上,該方法的沖擊定位精度達100%,在11.6 mm尺度上達到了87.5%。最后對3種能量下沖擊點定位準確率進行了探究,結果表明,70 mm和23.3 mm尺度上準確率達到100%,11.6 mm尺度上達到了87.5%,因此該方法顯示出較高的沖擊定位預測準確率和工程應用價值。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020,(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

沖擊定位流程圖

式中:s(t)為實際檢測到的信號;f(t)為有用的信號;n(t)為高斯白噪聲信號。小波閾值降噪是基于小波正交分解,通過Mallat多分辨率算法將信號分解成為近似分量A1和細節(jié)分量D1,近似分量A1即信號分解后的低頻部分,包含信號大部分有效信息,細節(jié)分量D1即信號分解后的高頻部分,主要集中了噪聲信號。這樣經過多個尺度的分解后,可以得到每個尺度下的近似分量和細節(jié)分量,根據每一尺度下細節(jié)分量即噪聲水平確定閾值的大小,對細節(jié)分量進行閾值處理,最后通過小波反變換重構信號,即得到降噪后的信號。圖2為分解尺度為3的小波分解過程。1.3 Pearson相關系數(shù)法

本文將熱塑性復合材料層合板210 mm×210 mm的中心區(qū)域作為實驗區(qū)域,并均勻劃分為9個部分,每個部分為70 mm×70 mm,區(qū)域中心點作為沖擊點,分別記為A、B、C、D、E、F、G、H、I點。為了進一步探究基于此種方法的實驗精度,隨機將E點和I點兩個區(qū)域細分為9個部分,每個部分為23.3 mm×23.3 mm,區(qū)域中心點作為沖擊點,分別記為E1～E9和I1～I9。最后將E5點和I5點區(qū)域劃分為四個部分,每個部分大小為11.6 mm×11.6 mm,區(qū)域中心點作為沖擊點,記為E5.1～E5.4和I5.1～I5.4。其中對復合材料層合板的初始劃分以及對E點所在區(qū)域和E5點所在區(qū)域的進一步細分如圖4所示。2.2 沖擊監(jiān)測系統(tǒng)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]航空航天領域先進復合材料制造技術進展[J]. 張璇,沈真.  紡織導報. 2018(S1)
[2]微-介孔復合材料在石油化工領域中的應用[J]. 張萌萌,陳平,王欣.  精細石油化工. 2018(04)
[3]熱塑性復合材料在重型汽車上的應用研究[J]. 于勤勤,季偉,江雅珍,朱寶黎.  重型汽車. 2018(01)
[4]增強熱塑性塑料復合管道研究進展及其應用現(xiàn)狀[J]. 黃寶元,陶岳杰,馮濟斌,馮金茂.  新型建筑材料. 2017(01)
[5]基于梅花陣列的復合材料全方位沖擊定位方法[J]. 鐘永騰,袁慎芳,邱雷.  復合材料學報. 2014(05)
[6]熱塑性復合材料風電葉片的研究進展[J]. 牟書香,賈智源,邱桂杰,陳淳,高克強.  新材料產業(yè). 2011(11)
[7]基于光纖Bragg光柵和支持向量機的沖擊損傷識別研究[J]. 黃紅梅,袁慎芳,常琦.  振動與沖擊. 2010(10)
[8]基于三角測量和最優(yōu)化技術的復合材料沖擊定位兩步法[J]. 蘇永振,袁慎芳,周恒保.  宇航學報. 2009(03)

博士論文
[1]航空材料結構低速沖擊健康監(jiān)測研究[D]. 蘇永振.南京航空航天大學 2010



本文編號：2988854