基于电阻抗成像的CFRP层压板损伤检测研究

发布时间：2024-02-21 16:18

　　碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)被广泛用于航空航天领域,实现其结构健康监测具有重要意义。电阻抗成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)方法作为一种新兴的CFRP无损检测方法,具有成本低、无辐射、可视化等优点,因此EIT方法在CFRP层压板结构损伤检测中的应用已成为国内外学者研究的热点之一。本文基于EIT方法对CFRP层压板结构损伤检测做以下研究:(1)EIT逆问题具有严重的病态性,通常采用正则化算法改善成像质量。本文基于修正残差范数最陡下降法(Modified Residual Norm Steepest Descent,MRNSD),利用其在减少图像伪影和保持边界信息方面的优势,针对该算法存在的半收敛性和抗噪声效果差等问题,采用预处理和软闭值方法对MRNSD算法进行改进。通过仿真和实验,对比分析该改进算法与几种常用算法的成像效果。结果表明,该算法有效的提高了EIT图像质量和抗噪声能力,并且实现了最佳迭代次数的自动更新,有利于推动EIT方法在CFRP层压板结构损伤检测中的实际应用。(2)...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1EIT系统原理示意图

中国民航大学硕士学位论文9第二章基于EIT的损伤检测理论基础2.1EIT系统组成结构基于电阻抗成像原理的CFRP材料结构损伤检测系统组成结构如图2-1中所示，理论上有电压激励电流测量和电流激励电压测量两种方式，本文中选用电流激励电压测量方式。在检测时，一个电极注入电流，相邻的另一....

图2-2EIT正问题EIT[64]

中国民航大学硕士学位论文112.3EIT正问题EIT正问题其实就是已知被检测场域内的敏感场的边界条件和电导率分布，求解被测场域的电势分布的问题。求解时通常是采用离散数据，常用的EIT正问题求解方法有：有限差分法、有限元法、边界元法等[61]。有限差分法适用于静态场和时变问题，但网....

图2-3EIT逆问题

中国民航大学硕士学位论文12VδσIδVudIIubaab1（2.11）使用有限元网格对电导率进行离散化来计算灵敏度矩阵。把δσ作为第k个区域的特征表达式，可以得到，VIσVudIIubakabk1（2.12）由于uE，灵敏度矩阵J可以表示为VEσVJdIIEIbakabk1（2....

图2-4BP神经网络结构

中国民航大学硕士学位论文152.5.1支持向量机算法支持向量机可以使用小样本对数据进行有监督的机器学习，是统计理论中的一部分[68]。由于其对解决非线性问题和高维问题都具有比较好的效果，因此被应用于EIT逆问题的求解中。支持向量机的原理是将训练样本数据通过核函数的变换，从原始输入....

本文编号：3905669