發(fā)布時(shí)間：2021-11-10 00:15

　　碳纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Silicon Carbide Ceramic Matrix Composites,簡稱C/SiC復(fù)合材料）是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ哪透邷亟Y(jié)構(gòu)材料,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,需要對其進(jìn)行無損檢測。實(shí)踐表明,超聲檢測技術(shù)適用于該材料的無損檢測,但由于該材料在檢測中不能使用傳統(tǒng)的液體耦合劑,因此只能采用非接觸式的空氣耦合超聲檢測技術(shù)（Air-Coupled Ultrasonic Testing,簡稱ACUT）。鑒于該材料用途特殊,國內(nèi)外對該材料的空氣耦合超聲檢測缺乏系統(tǒng)、深入的研究報(bào)道。本文對C/SiC復(fù)合材料內(nèi)分層、孔隙型缺陷的檢測技術(shù)進(jìn)行研究,主要內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）利用多元高斯聲束模型對4款探頭聲場進(jìn)行解析描述,并根據(jù)空氣衰減因素對聲場進(jìn)行修正。設(shè)計(jì)聲場測量系統(tǒng)測量探頭聲場,并分析了聲場對缺陷的檢測效果的影響,結(jié)果表明,在穿透能力允許的情況下,選擇高頻聚焦探頭可獲得更高的檢測精度,且應(yīng)使試樣處于聲束聚焦位置。利用該系統(tǒng)將試樣邊緣的衍射聲場可視化,分析空耦超聲盲區(qū)產(chǎn)生的具體過程,給出相應(yīng)的防范措施。（2）利用接觸式超... 

【文章來源】：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 陶瓷基復(fù)合材料及其無損檢測概述
        1.1.1 C/SiC復(fù)合材料無損檢測的必要性
        1.1.2 C/SiC復(fù)合材料的無損檢測方法
    1.2 空氣耦合超聲檢測技術(shù)概述
        1.2.1 空氣耦合超聲檢測技術(shù)簡介
        1.2.2 空氣耦合超聲的關(guān)鍵技術(shù)簡介
        1.2.3 空氣耦合超聲檢測技術(shù)在CMC上的應(yīng)用
    1.3 論文研究的背景與研究內(nèi)容
第二章 空氣耦合超聲的聲場
    2.1 前言
    2.2 空氣耦合超聲探頭聲場模擬
        2.2.1 多元高斯聲束模型簡介
        2.2.2 空氣耦合超聲探頭聲場模擬
        2.2.3 考慮空氣衰減因素的探頭聲場模擬
    2.3 探頭聲場測量
        2.3.1 測量方案
        2.3.2 結(jié)果及分析
        2.3.3 檢測結(jié)果與聲場的關(guān)系
    2.4 聲場的邊緣衍射效應(yīng)
        2.4.1 衍射聲場測量方案
        2.4.2 衍射聲場測量結(jié)果
        2.4.3 結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 C/SiC復(fù)合材料空氣耦合超聲檢測
    3.1 前言
    3.2 材料聲學(xué)參數(shù)測定
        3.2.1 材料生產(chǎn)工藝簡介
        3.2.2 基于接觸式超聲的材料聲學(xué)參數(shù)測量
        3.2.3 空氣耦合超聲測量材料聲速
    3.3 穿透式空耦超聲檢測基礎(chǔ)
        3.3.1 入射角度的影響
        3.3.2 頻厚積的影響
        3.3.3 分層及孔隙對超聲傳播的影響
    3.4 C/SiC復(fù)合材料穿透式空耦超聲檢測
        3.4.1 檢測系統(tǒng)簡介
        3.4.2 系統(tǒng)的檢測參數(shù)
        3.4.3 C/SiC復(fù)合材料的檢測
        3.4.4 線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)的應(yīng)用
    3.5 本章小結(jié)
第四章 空氣耦合超聲信號的時(shí)頻分析
    4.1 前言
    4.2 信號的時(shí)域特征分析
    4.3 信號的頻譜分析
        4.3.1 奇倍頻現(xiàn)象分析
        4.3.2 提高頻譜精度的措施
    4.4 信號的時(shí)頻分析
        4.4.1 時(shí)頻分析方法的選擇
        4.4.2 HHT時(shí)頻分析算法簡介
        4.4.3 模擬信號的時(shí)頻分析
        4.4.4 實(shí)際檢測信號的時(shí)頻分析
    4.5 C/SiC復(fù)合材料不同狀態(tài)處檢測信號分析
        4.5.1 試樣的射線CT檢測
        4.5.2 試樣的解剖結(jié)果
        4.5.3 不同狀態(tài)處信號的時(shí)頻分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 空氣耦合超聲信號數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)
    5.1 前言
    5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性
        5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
        5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)確定
    5.3 C/SiC復(fù)合材料狀態(tài)分類與檢測信號特征提取方法
        5.3.1 材料狀態(tài)分類流程
        5.3.2 從各階IMFs提取特征值
        5.3.3 從HHT時(shí)頻圖提取特征值
        5.3.4 從信號時(shí)域和頻域提取特征
    5.4 C/SiC檢測信號的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別與成像
        5.4.1 基于IMFs特征值的狀態(tài)識別
        5.4.2 基于HHT時(shí)頻圖特征值的狀態(tài)識別
        5.4.3 基于時(shí)域頻域組合特征值的狀態(tài)識別
        5.4.4 三種方法結(jié)果分析
    5.5 空氣耦合超聲數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)
        5.5.1 MATLABGUI設(shè)計(jì)方法
        5.5.2 軟件結(jié)構(gòu)框架
        5.5.3 軟件各功能模塊設(shè)計(jì)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]空氣耦合超聲探頭聲場及其對檢測的影響[J]. 吳君豪,何雙起,羅明,吳時(shí)紅,張穎.  宇航材料工藝. 2018(02)
[2]空氣耦合式電容微超聲換能器的設(shè)計(jì)與分析[J]. 張慧,趙曉楠,張雯,曾周末.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]空氣耦合超聲技術(shù)在航空航天復(fù)合材料無損檢測中的應(yīng)用[J]. 危荃,金翠娥,周建平,周正干,孫廣開.  無損檢測. 2016(08)
[4]連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料聲學(xué)參量評價(jià)均勻性方法研究[J]. 陸銘慧,段涵囈.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2016(06)
[5]針刺C/C-SiC復(fù)合材料剪切非線性本構(gòu)關(guān)系[J]. 謝軍波,方國東,陳振,梁軍.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(07)
[6]空氣耦合超聲信號的小波閾值濾噪試驗(yàn)研究[J]. 劉奎,張冬梅,于光,劉衛(wèi)平,周正干,馬保全.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(20)
[7]基于顯微CT技術(shù)的C/C-SiC復(fù)合材料孔隙率測量方法[J]. 江柏紅,周金帥,高曉進(jìn),江玉朗.  宇航材料工藝. 2015(04)
[8]Cf/ZrB2-SiC復(fù)合材料的制備及抗熱沖擊性能[J]. 孫新,李軍平,胡繼東,張國兵,馮志海.  宇航材料工藝. 2014(04)
[9]空氣耦合超聲檢測中脈沖壓縮方法的參數(shù)選優(yōu)[J]. 周正干,馬保全,孫志明,周暉,黃姿禹,劉晶晶.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷基復(fù)合材料部件的研發(fā)應(yīng)用及展望[J]. 高鐵,洪智亮,楊娟.  航空制造技術(shù). 2014(06)

博士論文
[1]復(fù)合材料構(gòu)件的超聲無損檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王洪博.北京理工大學(xué) 2014
[2]冷軋帶肋鋼筋機(jī)械性能的智能預(yù)測方法與工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 邢邦圣.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[3]基于時(shí)頻分析的粗晶材料超聲檢測技術(shù)與系統(tǒng)[D]. 張秀峰.清華大學(xué) 2005

碩士論文
[1]厚截面復(fù)合材料超聲檢測信號處理技術(shù)研究[D]. 金挺.浙江大學(xué) 2015
[2]纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料超聲檢測關(guān)鍵問題研究[D]. 朱穎.南昌航空大學(xué) 2014
[3]鋼軌超聲波探傷信號的處理及分析[D]. 于威.哈爾濱理工大學(xué) 2013
[4]基于希爾伯特—黃變換的時(shí)頻分析算法研究[D]. 王黎黎.西安電子科技大學(xué) 2009
[5]碳纖維、碳纖維復(fù)合材料的檢測和研究[D]. 張曉燕.首都師范大學(xué) 2008
[6]海底輸油管道超聲檢測信號的分析與缺陷評估的研究[D]. 蔡敏.上海交通大學(xué) 2008
[7]碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料孔隙率超聲無損檢測[D]. 羅明.大連理工大學(xué) 2007
[8]基于多元高斯聲束模型的超聲檢測聲場模擬[D]. 于連洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[9]超聲檢測頻域分析及對缺陷識別應(yīng)用研究[D]. 蔣志峰.浙江大學(xué) 2004
[10]C/SiC陶瓷基復(fù)合材料的X射線無損檢測研究[D]. 徐翔星.西北工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3486184