碳纖維增強樹脂基復合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP）作為一種高比強度、高比模量、抗疲勞、耐腐蝕的高性能復合材料,被廣泛應用于飛機承力構(gòu)件制造。這些結(jié)構(gòu)件普遍存在拐角區(qū),即R區(qū),在制造和服役階段易產(chǎn)生缺陷,威脅服役安全。相控陣超聲檢測技術（Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT）作為一種先進的無損檢測（Nondestructive testing,NDT）技術被廣泛應用于CFRP構(gòu)件檢測,在R區(qū)質(zhì)量檢測方面表現(xiàn)出良好的應用潛質(zhì)。為了提高構(gòu)件承載性能、滿足復雜服役條件要求,實際構(gòu)件也會采用單向帶/織物復合鋪層方式,且含有多種幾何類型過渡區(qū),給R區(qū)檢測帶來了新挑戰(zhàn)。本文通過仿真和實驗結(jié)合的方式研究了曲面陣列在單向帶/織物復合R區(qū)中的檢測能力,并在此基礎上探討了基于線性陣列發(fā)展信號處理方法、提高檢測質(zhì)量的可行性。具體研究內(nèi)容如下:（1）針對單向帶/織物復合R區(qū)試樣,分析金相組織、彈性常數(shù)及鋪層結(jié)構(gòu),并在此基礎上,利用CIVA仿真平臺建立了同時考慮R區(qū)曲面形狀、多層結(jié)構(gòu)和鋪層彈性各向異性相互耦合的相控陣超聲檢測三... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 CFRP單向帶/織物復合R區(qū)結(jié)構(gòu)特點
        1.2.1 單向帶/織物CFRP材料混雜形式
        1.2.2 單向帶/織物復合R區(qū)缺陷分析
    1.3 CFRP構(gòu)件R區(qū)相控陣超聲檢測研究現(xiàn)狀
        1.3.1 相控超聲檢測基本原理
        1.3.2 曲面陣列檢測CFRP材料R區(qū)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 線性陣列檢測CFRP材料R區(qū)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
2 單向帶/織物復合R區(qū)相控陣超聲檢測建模
    2.1 R區(qū)微觀組織分析
    2.2 R區(qū)彈性性能表征
    2.3 單向帶/織物復合R區(qū)建模
        2.3.1 基于CIVA的R區(qū)模型建立
        2.3.2 基于COMSOL的 R區(qū)模型建立
    2.4 本章小結(jié)
3 單向帶/織物復合R區(qū)曲面陣列檢測
    3.1 相控陣超聲R區(qū)檢測參數(shù)研究
        3.1.1 探頭頻率影響
        3.1.2 聚焦深度影響
        3.1.3 孔徑大小影響
    3.2 R區(qū)缺陷檢測模擬
        3.2.1 不含過渡區(qū)的R區(qū)缺陷檢測模擬結(jié)果
        3.2.2 含過渡區(qū)的R區(qū)缺陷檢測
    3.3 R區(qū)缺陷檢測試驗
        3.3.1 試驗系統(tǒng)
        3.3.2 曲面陣列檢測結(jié)果及分析
        3.3.3 解剖驗證
    3.4 單向帶/織物復合R區(qū)檢測難點總結(jié)
    3.5 本章小結(jié)
4 單向帶/織物復合R區(qū)表面適應檢測
    4.1 CFRP單向帶層合板R區(qū) SAUL檢測
        4.1.1 SAUL檢測有限元模擬
        4.1.2 試驗驗證及結(jié)果分析
    4.2 SAUL成像關鍵參數(shù)優(yōu)選及檢測
        4.2.1 SAUL成像關鍵參數(shù)優(yōu)選
        4.2.2 SAUL檢測定量方法及檢測范圍
        4.2.3 SAUL缺陷定量結(jié)果及分析
    4.3 SAUL多缺陷檢測探究
    4.4 表面適應結(jié)合接收聚焦檢測方法研究
        4.4.1 接收聚焦檢測方案設計
        4.4.2 孔徑延遲法則計算
        4.4.3 接收聚焦計算結(jié)果分析
        4.4.4 接收聚焦檢測實驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]航空復材構(gòu)件R區(qū)相控陣超聲檢測研究進展[J]. 羅忠兵,曹歡慶,林莉.  航空制造技術. 2019(14)
[3]激光超聲技術在航空復合材料無損檢測中的應用[J]. 胡婷萍,高麗敏,楊海楠.  航空制造技術. 2018(19)
[4]提高碳纖維增強樹脂基復合材料彈性常數(shù)超聲表征精度的方法[J]. 蘇慧敏,羅忠兵,曹歡慶,周伯堃,林莉.  復合材料學報. 2016(11)
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[7]碳纖維織物的特點及應用[J]. 張元,李建利,張新元,徐敏.  棉紡織技術. 2014(05)
[8]復合材料構(gòu)件R區(qū)的超聲相控陣檢測實驗[J]. 張冬梅,于光,周正干,徐娜.  北京航空航天大學學報. 2013(05)
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[10]碳纖維樹脂基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J]. 唐見茂.  航天器環(huán)境工程. 2010(03)

博士論文
[1]碳纖維復合材料數(shù)字化超聲檢測系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 李凌.浙江大學 2007
[2]相控陣超聲檢測系統(tǒng)及其關鍵技術的研究[D]. 鮑曉宇.清華大學 2003

碩士論文
[1]CFRP材料R區(qū)相控陣超聲表面適應檢測研究[D]. 蘇慧敏.大連理工大學 2017
[2]CFRP材料R區(qū)曲面陣列探頭超聲檢測研究[D]. 周伯堃.大連理工大學 2016



本文編號：3023956