CFRP单向带/织物复合R区相控阵超声检测
发布时间：2021-02-08 12:57
碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP）作为一种高比强度、高比模量、抗疲劳、耐腐蚀的高性能复合材料,被广泛应用于飞机承力构件制造。这些结构件普遍存在拐角区,即R区,在制造和服役阶段易产生缺陷,威胁服役安全。相控阵超声检测技术（Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT）作为一种先进的无损检测（Nondestructive testing,NDT）技术被广泛应用于CFRP构件检测,在R区质量检测方面表现出良好的应用潜质。为了提高构件承载性能、满足复杂服役条件要求,实际构件也会采用单向带/织物复合铺层方式,且含有多种几何类型过渡区,给R区检测带来了新挑战。本文通过仿真和实验结合的方式研究了曲面阵列在单向带/织物复合R区中的检测能力,并在此基础上探讨了基于线性阵列发展信号处理方法、提高检测质量的可行性。具体研究内容如下:（1）针对单向带/织物复合R区试样,分析金相组织、弹性常数及铺层结构,并在此基础上,利用CIVA仿真平台建立了同时考虑R区曲面形状、多层结构和铺层弹性各向异性相互耦合的相控阵超声检测三...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 CFRP单向带/织物复合R区结构特点
1.2.1 单向带/织物CFRP材料混杂形式
1.2.2 单向带/织物复合R区缺陷分析
1.3 CFRP构件R区相控阵超声检测研究现状
1.3.1 相控超声检测基本原理
1.3.2 曲面阵列检测CFRP材料R区研究现状
1.3.3 线性阵列检测CFRP材料R区研究现状
1.4 本文研究内容
2 单向带/织物复合R区相控阵超声检测建模
2.1 R区微观组织分析
2.2 R区弹性性能表征
2.3 单向带/织物复合R区建模
2.3.1 基于CIVA的R区模型建立
2.3.2 基于COMSOL的 R区模型建立
2.4 本章小结
3 单向带/织物复合R区曲面阵列检测
3.1 相控阵超声R区检测参数研究
3.1.1 探头频率影响
3.1.2 聚焦深度影响
3.1.3 孔径大小影响
3.2 R区缺陷检测模拟
3.2.1 不含过渡区的R区缺陷检测模拟结果
3.2.2 含过渡区的R区缺陷检测
3.3 R区缺陷检测试验
3.3.1 试验系统
3.3.2 曲面阵列检测结果及分析
3.3.3 解剖验证
3.4 单向带/织物复合R区检测难点总结
3.5 本章小结
4 单向带/织物复合R区表面适应检测
4.1 CFRP单向带层合板R区 SAUL检测
4.1.1 SAUL检测有限元模拟
4.1.2 试验验证及结果分析
4.2 SAUL成像关键参数优选及检测
4.2.1 SAUL成像关键参数优选
4.2.2 SAUL检测定量方法及检测范围
4.2.3 SAUL缺陷定量结果及分析
4.3 SAUL多缺陷检测探究
4.4 表面适应结合接收聚焦检测方法研究
4.4.1 接收聚焦检测方案设计
4.4.2 孔径延迟法则计算
4.4.3 接收聚焦计算结果分析
4.4.4 接收聚焦检测实验验证
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]战斗机新结构应用与新材料需求分析[J]. 李航航,阎勇,尹航. 航空科学技术. 2020(04)
[2]航空复材构件R区相控阵超声检测研究进展[J]. 罗忠兵,曹欢庆,林莉. 航空制造技术. 2019(14)
[3]激光超声技术在航空复合材料无损检测中的应用[J]. 胡婷萍,高丽敏,杨海楠. 航空制造技术. 2018(19)
[4]提高碳纤维增强树脂基复合材料弹性常数超声表征精度的方法[J]. 苏慧敏,罗忠兵,曹欢庆,周伯堃,林莉. 复合材料学报. 2016(11)
[5]CFRP相控阵超声检测声学建模与声场优化研究[J]. 周伯堃,罗忠兵,曹欢庆,苏慧敏,林莉. 无损探伤. 2015(06)
[6]L型CFRP构件R区微观形态及孔隙特征[J]. 陈越超,周晓军,杨辰龙,李钊. 浙江大学学报(工学版). 2014(10)
[7]碳纤维织物的特点及应用[J]. 张元,李建利,张新元,徐敏. 棉纺织技术. 2014(05)
[8]复合材料构件R区的超声相控阵检测实验[J]. 张冬梅,于光,周正干,徐娜. 北京航空航天大学学报. 2013(05)
[9]L型构件R区的超声相控阵检测方法[J]. 徐娜,周正干,刘卫平,周晖,于光. 航空学报. 2013(02)
[10]碳纤维树脂基复合材料发展现状及前景展望[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2010(03)
博士论文
[1]碳纤维复合材料数字化超声检测系统关键技术研究[D]. 李凌.浙江大学 2007
[2]相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D]. 鲍晓宇.清华大学 2003
硕士论文
[1]CFRP材料R区相控阵超声表面适应检测研究[D]. 苏慧敏.大连理工大学 2017
[2]CFRP材料R区曲面阵列探头超声检测研究[D]. 周伯堃.大连理工大学 2016
本文编号：3023956
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 CFRP单向带/织物复合R区结构特点
1.2.1 单向带/织物CFRP材料混杂形式
1.2.2 单向带/织物复合R区缺陷分析
1.3 CFRP构件R区相控阵超声检测研究现状
1.3.1 相控超声检测基本原理
1.3.2 曲面阵列检测CFRP材料R区研究现状
1.3.3 线性阵列检测CFRP材料R区研究现状
1.4 本文研究内容
2 单向带/织物复合R区相控阵超声检测建模
2.1 R区微观组织分析
2.2 R区弹性性能表征
2.3 单向带/织物复合R区建模
2.3.1 基于CIVA的R区模型建立
2.3.2 基于COMSOL的 R区模型建立
2.4 本章小结
3 单向带/织物复合R区曲面阵列检测
3.1 相控阵超声R区检测参数研究
3.1.1 探头频率影响
3.1.2 聚焦深度影响
3.1.3 孔径大小影响
3.2 R区缺陷检测模拟
3.2.1 不含过渡区的R区缺陷检测模拟结果
3.2.2 含过渡区的R区缺陷检测
3.3 R区缺陷检测试验
3.3.1 试验系统
3.3.2 曲面阵列检测结果及分析
3.3.3 解剖验证
3.4 单向带/织物复合R区检测难点总结
3.5 本章小结
4 单向带/织物复合R区表面适应检测
4.1 CFRP单向带层合板R区 SAUL检测
4.1.1 SAUL检测有限元模拟
4.1.2 试验验证及结果分析
4.2 SAUL成像关键参数优选及检测
4.2.1 SAUL成像关键参数优选
4.2.2 SAUL检测定量方法及检测范围
4.2.3 SAUL缺陷定量结果及分析
4.3 SAUL多缺陷检测探究
4.4 表面适应结合接收聚焦检测方法研究
4.4.1 接收聚焦检测方案设计
4.4.2 孔径延迟法则计算
4.4.3 接收聚焦计算结果分析
4.4.4 接收聚焦检测实验验证
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]战斗机新结构应用与新材料需求分析[J]. 李航航,阎勇,尹航. 航空科学技术. 2020(04)
[2]航空复材构件R区相控阵超声检测研究进展[J]. 罗忠兵,曹欢庆,林莉. 航空制造技术. 2019(14)
[3]激光超声技术在航空复合材料无损检测中的应用[J]. 胡婷萍,高丽敏,杨海楠. 航空制造技术. 2018(19)
[4]提高碳纤维增强树脂基复合材料弹性常数超声表征精度的方法[J]. 苏慧敏,罗忠兵,曹欢庆,周伯堃,林莉. 复合材料学报. 2016(11)
[5]CFRP相控阵超声检测声学建模与声场优化研究[J]. 周伯堃,罗忠兵,曹欢庆,苏慧敏,林莉. 无损探伤. 2015(06)
[6]L型CFRP构件R区微观形态及孔隙特征[J]. 陈越超,周晓军,杨辰龙,李钊. 浙江大学学报(工学版). 2014(10)
[7]碳纤维织物的特点及应用[J]. 张元,李建利,张新元,徐敏. 棉纺织技术. 2014(05)
[8]复合材料构件R区的超声相控阵检测实验[J]. 张冬梅,于光,周正干,徐娜. 北京航空航天大学学报. 2013(05)
[9]L型构件R区的超声相控阵检测方法[J]. 徐娜,周正干,刘卫平,周晖,于光. 航空学报. 2013(02)
[10]碳纤维树脂基复合材料发展现状及前景展望[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2010(03)
博士论文
[1]碳纤维复合材料数字化超声检测系统关键技术研究[D]. 李凌.浙江大学 2007
[2]相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D]. 鲍晓宇.清华大学 2003
硕士论文
[1]CFRP材料R区相控阵超声表面适应检测研究[D]. 苏慧敏.大连理工大学 2017
[2]CFRP材料R区曲面阵列探头超声检测研究[D]. 周伯堃.大连理工大学 2016
本文编号：3023956
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3023956.html
