基于EIT的CFRP层合板缺陷可视化检测

发布时间：2021-08-16 20:15

　　利用碳纤维复合材料（CFRP）的自传感特点及结构损伤的电学敏感特性,提出基于电阻抗断层成像（EIT）的检测方法,以实现非侵入、无辐射、低成本的快速无损结构健康监测。考虑CFRP层合板各向异性电学特点,利用有限元分析软件COMSOL构建实验模型,求解分析不同激励模式,并从多种评价指标进行评估,进而获取适用于开放式环状电极分布的最优激励模式为间三激励。为提高EIT系统的成像质量,对基于L1正则化的成像算法进行研究。实验结果表明:与EIT中常用的Landweber、Tikhonov等算法相比,该算法提高了成像质量和被测物体边缘分辨率。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(02)CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

开放式EIT电极分布模式

针对各向异性CFRP材料的开放式EIT结构，比较三种典型的激励模式:相邻激励、间三激励、相对激励。如图3所示，每种激励模式下，均循环激励循环测量非激励对的相邻电极间电压差。即:1)相邻激励，可获得独立测量数为104个;2)间三激励，采用间隔三个电极的电极对作为激励电极对，获得192个独立测量值;3)相对激励，采用相对电极对作为激励电极，获得96个独立测量值。2 开放式EIT激励模式比较

构造实验模型，([0°/90°]4)层合板0°纤维电导率设置为{1000 0 0,0 1 0,0 0 10}，90°纤维初始电导率为{1 0 0,0 1000 0,0 0 1}。在被测材料中心位置设置一个圆柱体为材料损伤部分，设置三组实验模型。如图4。1)改变材料损伤部分的电导率，如图4(a)，它的电导率在各层CFRP初始电导率基础上依次改变20%,40%,60%,80%,100%。三种激励模式下，获取边界测量电压信号，计算电压变化标准差在不同电导率改变量下的变化趋势，如图5(a)所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[8]复合材料平尾有限元建模方法研究[J]. 邹达懿,王鹏飞.  国外电子测量技术. 2012(07)
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博士论文
[1]碳纤维复合材料的电磁涡流无损检测技术研究[D]. 程军.南京航空航天大学 2015



本文编号：3346319