在碳纤维增强复合材料中的分层的静态和动态扩散波检查

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 非破坏性测试是指非破坏性测试.
• 超声波是一种超声波.

背景情况:

• 分层是碳纤维增强聚合物 (CFRP) 中的一个关键故障模式.
• 准确和高效的检查方法对于确保CFRP组件的结构完整性至关重要.
• 目前的方法可能缺乏自我引用功能或需要广泛的扫描.

研究的目的:

• 开发和验证使用扩散超声波对CFRP进行自我参考分层检查技术.
• 调查分层尺寸,深度和封闭对超声波传播的影响.
• 建立一种非线性超声波方法,用于检测循环负荷下的分层.

主要方法:

• 在CFRP样本上进行静态实验,模拟不同尺寸和深度的模拟分层.
• 波的扩散率和散射系数的分析.
• 波干涉测量用于测量交叉相关系数.
• 应用声应力脉冲 (PZT) 来诱导循环负荷并观察非线性效应.

主要成果:

• 扩散性随着分层直径的减少而减少,并随着深度的增加而增加.
• 交叉相关系数显示了与分层封闭和"击效应"相关的变化.
• 动态交叉相关性由于粘性弹性而呈现上升趋势,并在电压值触发击效应时呈现下降趋势.
• 非线性反应提供了分层存在的区域指标.

结论:

• 扩散超声波和可达波干涉测量为CFRP中分层检测提供了可行的自我引用方法.
• 在周期性负荷下"击效应"是分层的关键指标.
• 这种非线性超声波方法可以在没有扫描的情况下进行区域检查,并有可能用于被动成像.