玻璃纤维增强聚乙烯树脂热塑性复合材料的冲击定位

发布时间：2021-01-20 10:10

　　为解决玻璃纤维增强聚乙烯树脂复合材料（CGF/PE）层合板的冲击定位问题,本文提出了基于光纤传感方法和相关系数法的冲击定位方法。首先将连续的实验区域划分为面积相等的9个部分,进行冲击定位实验,由光纤Bragg光栅（FBG）收集冲击响应信号,经小波阈值方法进行降噪,提取中心波长变化最大值处的时域特征信号,根据计算得到的时域信号相关系数的大小实现对冲击点的定位。结果表明,对于初始划分区域的层合板冲击实验,该方法的冲击定位预测准确率为100%,有效验证了该方法的可靠性。接着,进一步细分实验区域,对该方法的实验精度进行了探究,结果表明,在细分区域的层合板冲击实验中,在70 mm和23.3 mm尺度上,该方法的冲击定位精度达100%,在11.6 mm尺度上达到了87.5%。最后对3种能量下冲击点定位准确率进行了探究,结果表明,70 mm和23.3 mm尺度上准确率达到100%,11.6 mm尺度上达到了87.5%,因此该方法显示出较高的冲击定位预测准确率和工程应用价值。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(07)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

冲击定位流程图

式中:s(t)为实际检测到的信号;f(t)为有用的信号;n(t)为高斯白噪声信号。小波阈值降噪是基于小波正交分解,通过Mallat多分辨率算法将信号分解成为近似分量A1和细节分量D1,近似分量A1即信号分解后的低频部分,包含信号大部分有效信息,细节分量D1即信号分解后的高频部分,主要集中了噪声信号。这样经过多个尺度的分解后,可以得到每个尺度下的近似分量和细节分量,根据每一尺度下细节分量即噪声水平确定阈值的大小,对细节分量进行阈值处理,最后通过小波反变换重构信号,即得到降噪后的信号。图2为分解尺度为3的小波分解过程。1.3 Pearson相关系数法

本文将热塑性复合材料层合板210 mm×210 mm的中心区域作为实验区域,并均匀划分为9个部分,每个部分为70 mm×70 mm,区域中心点作为冲击点,分别记为A、B、C、D、E、F、G、H、I点。为了进一步探究基于此种方法的实验精度,随机将E点和I点两个区域细分为9个部分,每个部分为23.3 mm×23.3 mm,区域中心点作为冲击点,分别记为E1～E9和I1～I9。最后将E5点和I5点区域划分为四个部分,每个部分大小为11.6 mm×11.6 mm,区域中心点作为冲击点,记为E5.1～E5.4和I5.1～I5.4。其中对复合材料层合板的初始划分以及对E点所在区域和E5点所在区域的进一步细分如图4所示。2.2 冲击监测系统

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：2988854