CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板瞬态响应及其导波无损检测机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11374245
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:84.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A2303.超声物理与技术
- 结题年份:2017
- 批准年份:2013
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2014-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:杨武夷; 林美金; 徐晓辉; 张赛; 魏翀; 黄身钦; 汤雅玲; 周跃海;
- 关键词:
项目摘要
Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) skin/polymer foam core sandwich composite structures have been widely used in shipbuilding and aircraft industries. These industries cry for efficient and real-time nondestructive testing techniques for them. The ultrasonic guided wave inspection technique for CFRP skin/polymer foam core sandwich composite plates will be studied in this project. Firstly, the characteristic equation of guided waves propagating in the composite plates will be derived using the theory of waves in viscoelastic anisotropic media.The influence of geometrical and material parameters on the dispersion and attenuation of the guided waves will be analyzed based on numerical results. Secondly, the transient response of the composite plates will be studied using the eigenfunction expansion method, based on which the influence of the characteristics of sound sources on the excitation of different guided wave modes will be studied. Furthermore, the guided wave modes used for inspection will be chosen carefully according to the criteria of weak dispersion, weak attenuation and high sensitivity to the defects. Then the excitation control of these modes will be explored. Finally, the interaction between the guided wave modes used for inspection and the defects such as cracks, delaminations and disbonds will be studied. The influence of the size of these defects on the scattered waves will be determined as well as the mechanism of mode conversion. The achievement of this project will lay the groundwork for the guided wave inspection technique of the CFRP skin/polymer foam core sandwich composite plates.
随着碳纤维增强塑料(CFRP)蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合材料在船舶及航空工业运用的普及, 相关行业迫切需要发展出针对该复合材料的高效实时检测技术。本项目将围绕CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板的导波检测技术展开研究。首先,利用黏弹各向异性介质中波传播理论导出CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板内导波传播的特征方程, 并进行数值求解, 明确复合板几何及材料参数对导波色散及衰减的影响; 其次, 采用本征函数展开法对该复合板瞬态响应进行研究, 明确声源特性对各导波模式激发的影响; 进一步,根据弱色散、弱衰减、对缺陷敏感度高等原则研究检测导波模式的选取, 并探讨其激发控制;最后,利用有限元法对检测导波模式与复合板内断裂、分层、脱粘等缺陷相互作用展开研究,明确不同类型缺陷的尺寸对散射波的影响,并确定模式转换机制。本项目研究成果将为CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板的导波检测技术奠定坚实的基础。
结项摘要
随着碳纤维增强塑料(CFRP)蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合材料在船舶及航空工业运用的普及, 相关行业迫切需要发展出针对该复合材料的高效实时检测技术。本项目围绕CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板的导波检测技术展开研究。所获成果主要包括以下几点:.1.利用弹性及黏弹横观各向同性介质中波传播理论导出了CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板中导波色散方程, 并利用Fortran语言编写了数值求解程序;.2 利用本征函数展开法导出了CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板瞬态动力学响应解,并编写了数值计算程序;.3 根据弱色散、弱衰减、对缺陷敏感度高等原则选取第一与第二阶模式作为检测导波模式, 此外,研究表明, 当外力垂直作用于复合板表面时, 可实现第一阶模式的高效激发, 当外力平行作用于复合板表面时, 可实现第二阶模式的高效激发;.4.利用有限元法对检测导波模式与复合板内断裂、分层、脱粘等缺陷相互作用进行了深入研究;.5.搭建了CFRP蒙皮/聚合物泡沫夹芯复合板导波激发与接收系统,进行了检测导波模式激发及缺陷检测试验。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Determination of temperature dependence of full matrix material constants of PZT-8 piezoceramics using only one sample.
仅使用一个样品即可确定 PZT-8 压电陶瓷全基体材料常数的温度依赖性
- DOI:10.1016/j.jallcom.2017.04.124
- 发表时间:2017-08-15
- 期刊:Journal of alloys and compounds
- 影响因子:6.2
- 作者:Zhang Y;Tang L;Tian H;Wang J;Cao W;Zhang Z
- 通讯作者:Zhang Z
Temperature dependence of self-consistent full matrix material constants of lead zirconate titanate ceramics
锆钛酸铅陶瓷自洽全基体材料常数的温度依赖性
- DOI:10.1063/1.4907412
- 发表时间:2015-02-02
- 期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
- 影响因子:4
- 作者:Tang, Liguo;Cao, Wenwu
- 通讯作者:Cao, Wenwu
Mode identification via temperature variation in resonant ultrasonic spectroscopy technique for piezoelectric material
压电材料谐振超声光谱技术中通过温度变化进行模式识别
- DOI:10.7498/aps.66.027703
- 发表时间:2017
- 期刊:Acta Physica Sinica
- 影响因子:1
- 作者:Tang Li-Guo
- 通讯作者:Tang Li-Guo
Characterizing full matrix constants of piezoelectric single crystals with strong anisotropy using two samples
使用两个样品表征具有强各向异性的压电单晶的全矩阵常数
- DOI:10.1063/1.4966170
- 发表时间:2016-10
- 期刊:Journal of Applied Physics
- 影响因子:3.2
- 作者:Tang Liguo;Zhang Yang;Cao Wenwu
- 通讯作者:Cao Wenwu
Excitation Mechanism of Flexural-Guided Wave Modes F(1,2) and F(1,3) in Pipes
管道中弯曲导波模F(1,2)和F(1,3)的激励机制
- DOI:10.1007/s10921-017-0438-0
- 发表时间:2017
- 期刊:JOURNAL OF NONDESTRUCTIVE EVALUATION
- 影响因子:2.8
- 作者:Tang Liguo;Wu Bingzheng
- 通讯作者:Wu Bingzheng
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- 发表时间:2017
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- 发表时间:--
- 期刊:声学学报(中文版)
- 影响因子:--
- 作者:刘胜兴;许肖梅;汤立国
- 通讯作者:汤立国
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