碳纤维复合材料声发射源定位实验研究

发布时间：2021-01-09 01:36

　　声发射检测技术可实现材料的动态监测,同时也存在一定的局限性,声发射信号在具有各向异性的碳纤维复合材料中的传播更为复杂,因此声发射源损伤定位有较大偏差。针对碳纤维复合材料板的声发射定位要求,采用一种时间反转聚焦增强算法。首先根据时间反转基本原理推导出信号增强处理方程式,可以推算出声源聚焦时刻,进而使声源信号场波幅值聚焦增强,提高信噪比;然后对检测区域进行波动图重构,通过聚焦信号对声源进行准确定位;最后通过实验对该定位算法进行验证,实验结果表明该定位算法可实现对复杂各向异性材料的声发射源定位,且定位精度较常规仪器定位方法有较大提高。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

声发射信号时间反转定位原理

声源处的聚焦信号Z(ω)由于 Σ i Η i * (ω)?Η i (ω) 的同相叠加而产生波峰幅值的信号增强,在声源处形成聚焦现象,如图2所示为聚焦原理图。但在声发射检测应用中,声源位置都是未知的,且在损伤处会发生散射,通过介质再次将该聚焦信号Z(ω)传递给传感器,各传感器接收到的信号表示为:

图4 各传感器接收的声源信号监测区域范围为200 mm×200 mm,以1 mm为最小单元像素,将重构的波动图模型划分为200×200个像素单元,利用四点圆弧定位算法[21,22],以传感器为圆心画圆,得到声源处的聚焦时间,从而得到声发射源的坐标位置,图6(a)所示为H点的4个传感器聚焦增强信号叠加后的波动成像图,成像图定位不清晰,因此对图像进行95%阈值化处理,使小于阈值的像素置零,大于阈值的像素即为聚焦增强信号峰值处,得到如图6(b)所示清晰的声源定位点,该声源点坐标为(-2,72),误差为1.00%,与AEwin软件定位点相比,时间反转聚焦算法得到的声源位置误差更小,定位准确度更高。

【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机蜂窝复合材料板压缩过程的声发射定位研究[J]. 邵翔,张士晶,欧阳未,钟静玲,吴伟.  失效分析与预防. 2013(03)
[2]基于虚拟时间反转的高分辨率复合材料板结构损伤成像[J]. 蔡建,石立华,袁慎芳.  复合材料学报. 2012(01)



本文编号：2965712