近年來,由于碳纖維增強復(fù)合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）具有高強度和剛度/重量比,其越來越多地應(yīng)用于航空航天、工業(yè)應(yīng)用和民用生活領(lǐng)域中。然而CFRP層合板在制造和使用過程中不可避免地產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷或損傷,進而導(dǎo)致材料使用的安全性降低,因此通過有效的檢測技術(shù)監(jiān)測損傷的發(fā)生和發(fā)展必不可少。由于CFRP層合板具有導(dǎo)電性質(zhì),其結(jié)構(gòu)缺陷或損傷可引起電導(dǎo)率空間分布的變化。電阻抗層析成像（electrical impedance tomography,EIT）恰是一種基于被測物導(dǎo)電介質(zhì)分布的結(jié)構(gòu)健康檢測技術(shù)。與其它常用的結(jié)構(gòu)健康無損檢測方法相比,EIT具有低成本、無創(chuàng)性、不電離、高時間分辨率、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。因此EIT方法在CFRP層合板結(jié)構(gòu)損傷檢測中的應(yīng)用已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點之一。該課題使用EIT方法對CFRP層合板結(jié)構(gòu)損傷檢測做以下研究:（1）針對各向異性CFRP層合板的EIT電極結(jié)構(gòu)、激勵模式和重建算法展開研究。利用COMSOL軟件建立CFRP層合板沖擊、分層、裂紋損傷模型,有限元分析獲取三維場空間電勢分布信息。為改進EIT技術(shù)對各向異性復(fù)... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳纖維增強復(fù)合材料典型結(jié)構(gòu)

圖 2-1 EIT 正問題，用于 EIT 逆問題求解的圖像重構(gòu)算法多是基于靈敏度矩陣， J，這也成為 EIT 正問題所需解決的又一重要部分，其線性化J U，δσ是電導(dǎo)率變化值，δU 是相應(yīng)的邊界測量電壓變化值，靈電壓隨場域內(nèi)電導(dǎo)率的微小改變而變化的原理，從而將 EIT 問相鄰電極激勵的 EIT 系統(tǒng)，如第 a 次和第 b 次電流激勵條件下 ()duI ，假設(shè)對于常量電流輸入 I，則可得到兩次激勵的電勢 uIuIdVIVabab 1

圖 2-2 EIT 逆問題6 電極 EIT 系統(tǒng)為例分析 EIT 逆問題求解過程中面臨的主要問題：）對 16 個電極施加電流激勵獲得獨立測量值，但測得的邊界電信號量知量個數(shù)，靈敏度矩陣和邊界電壓值存在非線性關(guān)系，方程的解不唯）在 EIT 系統(tǒng)中，靈敏度矩陣作為重建方程組的系數(shù)矩陣，其求解過信號受到微小噪聲干擾，將引起計算的重構(gòu)值發(fā)生較大偏差，最終導(dǎo)大變化。）EIT 敏感場具有“軟場”特性，場域內(nèi)靈敏度分布不統(tǒng)一，在靠近較大，在遠離電極處靈敏度數(shù)值較小。場域內(nèi)電勢分布與介質(zhì)分布相。 EIT 逆問題存在的以上難點，其求解方法主要從兩個角度考慮：從解間，解決成像過程中的欠定性問題，目前普遍采用最小二乘法建立目和值域的角度，使用正則化方法轉(zhuǎn)化為可獲得穩(wěn)定近似解的良態(tài)問題

【參考文獻】：
期刊論文
[1]略論土木建筑工程中纖維復(fù)合材料的應(yīng)用[J]. 郭麗娜,侯瑜.  農(nóng)家參謀. 2018(23)
[2]碳纖維復(fù)合材料讓飛機更輕盈[J].   民航管理. 2018(11)
[3]碳纖維復(fù)合材料在純電動轎車上的應(yīng)用[J]. 張寶杰.  時代汽車. 2018(11)
[4]碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和應(yīng)用[J]. 張定金.  江蘇建材. 2018(05)
[5]碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用和展望[J]. 彭鶴軒.  現(xiàn)代鹽化工. 2018(05)
[6]航空碳纖維樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J]. 包建文,蔣詩才,張代軍.  科技導(dǎo)報. 2018(19)
[7]國產(chǎn)高性能聚丙烯腈基碳纖維技術(shù)特點及發(fā)展趨勢[J]. 徐樑華,王宇.  科技導(dǎo)報. 2018(19)
[8]碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域[J].   玻璃鋼/復(fù)合材料. 2018(08)
[9]航天器結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來展望[J]. 王惠芬,楊碧琦,劉剛.  材料導(dǎo)報. 2018(S1)
[10]碳纖維的十六個主要應(yīng)用領(lǐng)域及近期技術(shù)進展(三)[J]. 周宏.  產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2017(05)

博士論文
[1]碳纖維復(fù)合材料的電磁渦流無損檢測技術(shù)研究[D]. 程軍.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]生物電阻抗成像技術(shù)研究[D]. 范文茹.天津大學(xué) 2010

碩士論文
[1]碳纖維復(fù)合材料缺陷檢測方法研究[D]. 郭薇.天津大學(xué) 2014
[2]碳纖維復(fù)合材料主要缺陷無損檢測和識別研究[D]. 張惠玲.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料導(dǎo)電性及機敏性的研究[D]. 王沁芳.重慶大學(xué) 2006



本文編號：3288261