马塞林的自动引导波特征:热塑性复合材料中的内平面纤维波动性
Sourav Banerjee1, Ana Tudor2, Corey Leydig2
1Integrated Material Assessment and Predictive Simulation Laboratory (i-MAPS), Department of Mechanical Engineering, University of South Carolina, 300 Main Street, Columbia, SC 29201, USA; McNair Center for Aerospace Engineering, University of South Carolina, Columbia, SC 29201, USA.
自动引导波可以检测和量化马塞尔,热塑性复合材料 (TPC) 的纤维波动性缺陷. 这种新的非破坏性评估 (NDE) 方法为改善复合材料性能和质量控制提供了一个有希望的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非破坏性的评估.
- 复合材料制造业 复合材料制造业
背景情况:
- 热塑性复合材料 (TPC) 在制造过程中容易受到平面内纤维波动,称为马塞尔.
- 标记会降低复合材料的强度和性能,目前的检测方法不足.
- 现有的非破坏性评估 (NDE) 技术对于检测马塞林的内平面性质是无效的.
研究的目的:
- 开发和验证一种自动化的多向导波NDE方法,用于检测和量化TPC中的标记.
- 为了建立引导波特征和马塞尔标记的严重程度之间的相关性.
- 为了使TPC材料的后制造质量控制.
主要方法:
- 利用扫描声学显微镜量化马塞尔的几何形状,并得出马塞尔的视角比 (MAR).
- 开发并使用了一种新的自动引导波系统来检查马塞尔影响区 (MAZEs).
- 分析了导向波特征 (速度,振幅,双向相) 与 MAR 和波向量方向的关系.
主要成果:
- 导波速度和聚合频率幅度随着MAR的增加而下降.
- 当波向量与光纤方向直角或角度时,MAZE对频率振幅的影响更为明显.
- 引导波数据和波向量的独特组合有效地检测和量化马塞林.
结论:
- 自动化多方向导向波NDE是一种可行的技术,用于量化TPC中的标记.
- 这种方法在这种特殊缺陷上比传统的近期经验技术有了显著的进步.
- 这些发现为改善热塑性复合材料制造的质量控制铺平了道路.
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