复合材料T形接头损伤监测方法研究

发布时间：2017-11-01 13:27

  本文关键词：复合材料T形接头损伤监测方法研究

  更多相关文章： 复合材料T形接头 损伤监测 Lamb波 损伤因子 小波建模

【摘要】：复合材料具有比强度高、抗疲劳性能好、耐化学腐蚀等特点,广泛应用于现代飞行器中。特别是最近几十年涌现的民用客机中,复合材料结构被大面积的使用。然而,复合材料的内部损伤从表面上不易识别,难以检测。因此,在复合材料结构的使用过程中,对其进行实时的在线损伤监测可以降低维护费用,通过视情维护取代定期维护可以提高机群管理效率。针对复合材料T形接头中Lamb波传播复杂的特点,本文分析了复合材料结构中Lamb波传播特性,以及Lamb波群相速度计算方法。对Lamb波的多模式和频散特性进行了理论研究和实验验证,在此基础上对碳纤维复合材料板结构的Lamb波传播速度进行了实验研究。基于复合材料T形接头的损伤在线监测需求,提出互相关损伤因子,包络差损伤因子,曲线长损伤因子。针对超声检测碳纤维复合材料板易出现的波包混叠问题,提出了小波建模方法。仿真表明,这种小波建模技术能够有效区分混叠波包,并且具有很好的噪声抑制效果。基于三种损伤因子对复合材料T型接头进行在线损伤监测和预警实验,并利用小波建模技术进行超声成像,验证了损伤因子监测方法的有效性。
【关键词】：复合材料T形接头 损伤监测 Lamb波 损伤因子 小波建模
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 研究背景11-14
• 1.2 结构健康监测方法14-17
• 1.3 超声检测方法17-22
• 1.3.1 复合材料超声检测方法18-21
• 1.3.2 超声检测信号时频分析21-22
• 1.4 复合材料T形接头损伤监测22
• 1.5 本文研究工作与内容安排22-24
• 第二章 Lamb波传播特性分析24-35
• 2.1 Lamb波基础理论24-31
• 2.1.1 Lamb概述24-25
• 2.1.2 Lamb波多模式和频散特性分析25-27
• 2.1.3 基于压电传感器的Lamb波激励与传感27-29
• 2.1.4 Lamb波的正弦调制激励信号29-31
• 2.2 Lamb波多模式和频散特性的实验研究31-32
• 2.3 碳纤维复合材料结构板上的Lamb波群速度测量32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 损伤因子研究和基于小波建模的回波特征识别方法35-42
• 3.1 用于主动损伤监测的损伤因子研究35-36
• 3.1.1 互相关损伤因子36
• 3.1.2 包络差损伤因子36
• 3.1.3 曲线长损伤因子36
• 3.2 用于超声回波信号特征提取的小波建模技术研究36-41
• 3.2.1 小波分析与超声回波模型37
• 3.2.2 高斯调制余弦激励信号37-38
• 3.2.3 用宽带激励获得等效窄带激励的方法38
• 3.2.4 小波建模算法38-40
• 3.2.5 小波建模对混叠波包的区分效果仿真40-41
• 3.3 本章总结41-42
• 第四章 基于损伤因子的损伤监测实验与超声扫描验证42-59
• 4.1 复合材料T形接头损伤监测实验42-56
• 4.1.1 实验对象42-43
• 4.1.2 实验设备43-46
• 4.1.3 激励信号频率的选取46-51
• 4.1.4 实验步骤51-54
• 4.1.5 实验结果及分析54-56
• 4.2 复合材料T形接头损伤超声C扫描成像实验56-58
• 4.3 损伤因子监测与超声扫描方法结果对比及讨论58
• 4.4 本章总结58-59
• 第五章 论文总结与研究展望59-61
• 5.1 论文总结59
• 5.2 研究展望59-61
• 参考文献61-70
• 致谢70-72
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文72

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本文编号：1127042