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碳纤维复合材料电磁检测试验研究

作　者: 凡汉云
导　师: 于润桥
学　校: 南昌航空大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 瞬变电磁碳纤维复合材料一维正演差分式探头
分类号: TB302.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

碳纤维复合材料是一种新型的非金属材料,由于它具有高强度、高硬度以及重量轻等优点,使其在航空航天、船舶制造和工业建筑等众多领域有着广泛的应用。但是,碳纤维复合材料在加工制造和使用等过程中不可避免的会产生各种缺陷,引起质量问题,严重时可能会导致整个结构件的报废,带来重大损失。因此对碳纤维复合材料进行无损检测方法的研究具有重要理论的意义和工程应用价值。本文提出了一种新的复合材料检测方法——瞬变电磁法。在文章中,以层状介质结构的瞬变电磁响应理论为基础,采用快速傅里叶变换方法将频率域响应转换为时间域响应,推导出层状介质下的瞬变电磁响应公式;然后将碳纤维复合材料简化为一维层状结构模型,进而对复合材料中的电磁响应进行了正演仿真计算,计算结果表明瞬变电磁法对碳纤维复合材料中含有不同电阻率的媒质有一定的分辨能力;最后,采用双道浅部瞬变电磁检测系统对预埋缺陷的碳纤维复合材料进行了检测验证,在检测试验中,选择绝对式和差分式两种类型探头和四种不同激励频率进行了对比试验的检测结果的比较,结果表明:差分式探头对碳纤维复合材料有较好的检测能力,激励频率f ? 32Hz (浅部)时,检测结果与正演仿真计算结果具有较好的一致性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-14
  1.1 课题的研究目的及意义  7-8
  1.2 复合材料检测的国内外研究现状  8-13
    1.2.1 目视检测  8-9
    1.2.2 X 射线检测  9
    1.2.3 超声波检测  9-11
    1.2.4 声-超声检测法  11-13
  1.3 课题研究的主要内容  13-14
第2章碳纤维复合材料瞬变电磁检测原理  14-25
  2.1 瞬变电磁法简介  14-18
    2.1.1 瞬变电磁法的测量原理  14-15
    2.1.2 瞬变电磁法的特点  15-16
    2.1.3 瞬变电磁法的测量装置  16-17
    2.1.4 瞬变电磁法观测参数  17-18
  2.2 碳纤维复合材料 TEM 法检测原理  18-24
    2.2.1 碳纤维复合材料的概述  18-19
    2.2.2 复合材料的瞬变电磁响应过程  19-21
    2.2.3 局部导体瞬变电磁场的等效计算  21-24
  2.3 本章小结  24-25
第3章瞬变电磁法一维正演模拟研究  25-39
  3.1 水平层状介质的瞬变电磁响应理论  25-27
  3.2 一维正演计算方法  27-34
    3.2.1 快速傅里叶变换  27-30
    3.2.2 频谱的计算  30-32
    3.2.3 瞬变场的计算  32-34
  3.3 复合材料的瞬变响应正演  34-37
  3.4 本章小结  37-39
第4章碳纤维复合材料的瞬变电磁检测  39-59
  4.1 试验设备介绍  39-40
  4.2 试件介绍  40-41
  4.3 传感器的设计  41-45
    4.3.1 绝对式探头  42
    4.3.2 差分式探头  42-45
  4.4 试验过程及分析  45-56
    4.4.1 参数设置  47-48
    4.4.2 背景场的测定  48-50
    4.4.3 实验结果  50-56
  4.5 实验结果解释  56-58
  4.6 本章小结  58-59
第5章结论与展望  59-61
  5.1 总结  59
  5.2 展望  59-61
参考文献  61-64
攻读硕士期间发表的论文  64-65
致谢  65-66

碳纤维复合材料电磁检测试验研究

内容摘要

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