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树脂基碳纤维复合材料板声发射源定位方法研究

作　者: 邵翔
导　师: 邬冠华
学　校: 南昌航空大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 复合材料声发射检测源定位压缩损伤关联图
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

复合材料具有比强度和比刚度高等优点，广泛应用于飞机结构件中。如果材料中含有一定程度的缺陷，则对材料的安全性能会造成影响。声发射检测能够对复合材料进行在役检测，能够确定声发射源的信息，包括性质、位置和严重性程度等，找出声发射源的位置，将有利于复合材料早期损伤部位的确定，保证飞机安全。本文在分析国内外声发射检测技术应用的研究上，根据声波在复合材料中发生波型转换、反射、折射等现象特性，结合声发射波在复合材料中的传播速度和衰减特性，基于时差定位法，提出树脂基碳纤维复合材料板声发射源定位方法。本文采用美国PAC公司生产的AEwin声发射仪,在AC313直升机复合材料构件上，利用断铅模拟声发射源测量声发射波的传播速度和衰减，确定声发射传感器布局，通过对复合材料压缩加载试验的实时监测，分析材料在受载直至断裂的各个阶段的声发射信号，通过幅值、能量、持续时间与加载时间的关联图分析，判断材料的断裂位置，采用断铅标定的声发射源定位精度不带孔板的定位精度±20mm，带孔板的定位精度±50mm，对实际压缩试验板测试的结果表明压缩损伤部位和声发射源定位位置基本吻合，和有限元分析得出材料在受载下的应力分布状况分布一致。造成定位误差的原因主要有复合材料板结构差异、复合材料的声特性各向异性和声速和衰减测量时会产生误差。利用本文的研究成果和相关研究成果可以确定关于声发射源的基本信息，包括源的位置、性质及严重性程度，因此声源定位也是声发射检测和评定中的一个重要指标，对AC313直升机复合材料构件做好声源定位，对保障直升机的飞行安全性，提高社会经济效益有着重大的意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 选题背景及研究意义  9-10
  1.2 树脂基碳纤维复合材料（CFRP）  10-14
  1.3 复合材料的缺陷和损伤  14-15
  1.4 复合材料的无损检测方法  15-17
  1.5 本文研究内容  17-18
第2章声发射检测技术概述  18-28
  2.1 声发射检测原理及研究现状  18-20
    2.1.1 声发射检测原理  18
    2.1.2 声发射检测技术的研究现状  18-20
  2.2 声发射检测基础  20-28
    2.2.1 声发射源  20-21
    2.2.2 声发射波的传播  21-24
    2.2.3 声发射信号特性参数  24-26
    2.2.4 影响声发射信号的因素  26-28
第3章声发射源定位技术  28-36
  3.1 区域定位  29
  3.2 时差定位  29-34
    3.2.1 一维线定位  29-30
    3.2.2 二维平面定位  30-32
    3.2.3 三维立体定位  32
    3.2.4 连续型信号定位方法  32-34
  3.3 影响声发射源定位精度的因素  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章复合材料板的声发射定位试验研究  36-48
  4.1 研究目的  36
  4.2 声发射设备及参数设置  36-38
  4.3 声速的测量  38-39
    4.3.1 声速的测量原理  38-39
    4.3.2 声速的测量结果  39
  4.4 声发射波的衰减测量  39-40
  4.5 断铅模拟声发射源定位试验  40-47
    4.5.1 试验说明  40-41
    4.5.2 定位试验  41-47
  4.6 本章小结  47-48
第5章复合材料压缩过程的声发射定位  48-68
  5.1 试验目的  48
  5.2 试验平台及采集系统设计  48-51
  5.3 试验参数设置  51
  5.4 压缩过程的声发射定位  51-64
    5.4.1 试验过程  51-52
    5.4.2 试验结果  52-64
  5.5 有限元模拟结果  64-66
  5.6 材料实际断裂位置  66-67
  5.7 本章小结  67-68
第6章总结与展望  68-69
  6.1 总结  68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-72
发表论文和参加科研情况  72-73
致谢  73-74

树脂基碳纤维复合材料板声发射源定位方法研究

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