在现实的CFRP机身面板中引导波传播:用于早期损坏检测的概念验证
Fatma Sellami1, Vittorio Memmolo2, Mirko Hornung1
1Department of Aerospace and Geodesy, Institute of Aircraft Design, School of Engineering and Design, Technical University of Munich, Boltzmannstr. 15, D-85748 Garching, Germany.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 26, 2025
概括
这项研究展示了超声波引导波用于检测复合材料飞机结构的损伤. 该方法准确地识别了对碳纤维增强聚合物机身面板的影响,证明了其在结构健康监测方面的有效性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 非破坏性测试是指非破坏性测试.
背景情况:
- 在异型复合材料中超声波的传播是复杂的,并且取决于频率.
- 在大型,复杂的航空航天结构中精确建模波动是具有挑战性的.
- 薄壁结构中的不连续性会影响波浪传播,提供诊断潜力.
研究的目的:
- 在航空航天级复合材料组件中实验性研究超声波运动.
- 开发和验证用于损害检测的全球诊断方法.
- 评估引导波的灵敏度,以识别CFRP机身板中的冲击损伤.
主要方法:
- 利用全方位传感器网络来激活和测量结构反应.
- 在CFRP机身面板上进行了超声波传播测量,在原始和受影响的状态下.
- 应用了概率成像方法与健康指标融合用于损害评估.
主要成果:
- 描述了超声波的分散行为和散射特性.
- 通过波浪分析证明了通过波浪分析检测和定位撞击损伤的能力.
- 量化了刚度的降低,并分析了波浪结构和模式形状.
结论:
- 超声波导向波对复杂复合结构中的损伤检测具有敏感性和有效性.
- 开发的全球诊断方法对航空航天应用中的结构健康监测具有前景.
- 实验验证证证实了该方法超越模拟限制的能力.


