透波材料脱粘缺陷微波开口探头检测法的算法及实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11602087
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Radome materials are used to protect radar systems on aerospace and aeronautic aircraft under severe environment. However, the existence of delamination in them seriously degrades their performances and service life. Microwave NDT method by open-ended probes has found its application in detecting delamination of radome materials, due to its merits of non-contact measurement, high penetrability, and high accuracy. For delamination detection of multi-layer radome materials by microwave open-ended probes, some problems still remain to be solved. The calculation of the reflection coefficient may encounter low convergence rate or even overflow error, due to singularities that are close to the integration path if the terminating materials are low-loss. Also, the commonly used single-frequency and single-parameter measurement method renders low accuracy and reliability. This project will be focused on highly efficient algorithm for reflection coefficient calculation for radome materials terminated, by employing contour integral technique to avoid low convergence rate or overflow error caused by singularities. An algorithm and an experimental technique for selecting multiple operating frequencies and stand-off distances, will be put forward to resolve the problems of locally optimal solutions and low accuracy for measurement. A multi-frequency and multi-parameter quantitative testing method will be established to enhance the testing accuracy and reliability, based on the multi-frequency measurement method and the algorithm which enables simultaneous determination of both electromagnetic and geometric parameters. This project is expected to provide a testing method of high efficiency and accuracy for delamination detection of radome materials. The project is hopeful to offer novel research thought and developing direction for experimental mechanics as well.
透波材料是用于保护航空航天飞行器的雷达系统在恶劣的环境下进行正常工作的介质结构。然而,脱粘缺陷的存在严重影响了其服役性能和使用寿命。微波开口探头检测法由于具有非接触、穿透性强和精度高等优点,在透波材料脱粘缺陷检测中具有独特的优势。目前,针对多层透波材料脱粘缺陷的检测仍然存在计算收敛困难和溢出等难题,且目前常用的单点频及单参数测量的方法具有精度不佳和可信度低等缺点。本项目将着重研究透波材料负载反射系数的高效算法,利用围道积分技术解决由于奇点导致的计算收敛困难和溢出的难题;建立多点频及提离距离的择优方案与实验技术,解决目前单点频率择优方案为局部最优解和检测精度不佳的问题;建立多点频、多参数定量化脱粘检测方法,利用多点频检测方法、电磁参数与几何参数同时测量的算法提高检测的精度和可信度。本项目有望为透波材料脱粘缺陷的检测提供一种高效率、高精度的实验手段,同时也为实验力学提供新的研究思路和发展方向。

结项摘要

透波材料是用于保护航空航天飞行器的雷达系统在恶劣的环境下进行正常工作的介质结构。然而,脱粘缺陷的存在严重影响了其服役性能和使用寿命。本项目针对低损耗透波材料脱粘检测的等效导纳法在计算过程中积分路径存在奇点、计算收敛困难的问题,提出了高效的复数域积分算法,并与传统算法和有限元软件进行对比验证了算法的高效性;采用同轴探头法对蜂窝夹层结构液体侵入缺陷进行检测,研究了水、乙醇和润滑油不同侵入液体对液体信号的影响,给出液体种类识别的方法,并提出了能对侵入区域的大小进行定量检测的特征峰方法;针对介电材料的紧贴型脱粘缺陷,提出了等相截频法,实现了微米量级厚度紧贴型缺陷的检测及定量评估,为多层介电结构内部起始脱粘缺陷的早期检测提供了一种可行的检测方法;基于小反射理论提出了双频段、多频段天线罩结构的设计方法,设计并制备了双频段、多频段复合材料夹层透波结构,并在常温下对其透波性能进行测试,验证所提出的设计方法的有效性,并利用提出的双频、多频段天线罩结构设计方法设计了高温天线罩,采用石英材料制备了高温双频结构,并进行了高温实验测试和验证。本项目有望为透波材料脱粘缺陷的检测提供一种高效率、高精度的实验手段,同时也为实验力学提供新的研究思路和发展方向。

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(0)
专利数量(5)
Principal Component Analysis Method with Space and Time Windows for Damage Detection
用于损伤检测的时空窗主成分分析方法
  • DOI:
    10.3390/s19112521
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Sensors (Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Ge;Tang Liqun;Zhou Licheng;Liu Zejia;Liu Yiping;Jiang Zhenyu
  • 通讯作者:
    Jiang Zhenyu
Fast and stable integration method for the aperture admittance of an open-ended coaxial probe terminated into low-loss dielectrics
用于端接低损耗电介质的开放式同轴探头孔径导纳的快速稳定积分方法
  • DOI:
    10.2528/pierm16120604
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Progress in Electromagnetics Research M
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Zhou Licheng;Ju Yang;Wang Peiyu;Pei Yongmao
  • 通讯作者:
    Pei Yongmao
Machine-learning-based damage identification methods with features derived from moving principal component analysis
基于机器学习的损伤识别方法,其特征源自移动主成分分析
  • DOI:
    10.1080/15376494.2019.1710308
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Mechanics of Advanced Materials and Structures
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Zhang Ge;Tang Liqun;Liu Zejia;Zhou Licheng;Liu Yiping;Jiang Zhenyu
  • 通讯作者:
    Jiang Zhenyu
基于结构响应向量与支持向量机的桥梁损伤识别方法
  • DOI:
    10.13349/j.cnki.jdxbn.2020.02.017
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    济南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘泽佳;金梦茹;周立成;涂成枫;汤立群;蒋震宇;刘逸平
  • 通讯作者:
    刘逸平
Microwave near-field and far-field imaging of composite plate with hat stiffeners
帽形加强筋复合板的微波近场和远场成像
  • DOI:
    10.1016/j.compositesb.2018.10.058
  • 发表时间:
    2019-03-15
  • 期刊:
    COMPOSITES PART B-ENGINEERING
  • 影响因子:
    13.1
  • 作者:
    Li, Zhencheng;Zhou, Licheng;Pei, Yongmao
  • 通讯作者:
    Pei, Yongmao

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其他文献

车桥耦合系统随机振动的时域显式解法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    应用数学和力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏成;钟春意;周立成
  • 通讯作者:
    周立成
碳纤维和SiO_2纳米颗粒增强环氧树脂复合材料的压缩性能
  • DOI:
    10.13801/j.cnki.fhclxb.20180907.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方奕欣;陈蔚;蒋震宇;汤立群;刘逸平;刘泽佳;周立成
  • 通讯作者:
    周立成
三类典型纳米增强相对多尺度复合材料界面粘接性能影响的模型研究
  • DOI:
    10.13801/j.cnki.fhclxb.20210119.003
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖焕臣;李稳;蒋震宇;刘逸平;刘泽佳;周立成;汤立群
  • 通讯作者:
    汤立群

其他文献

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周立成的其他基金

基于人工智能算法的超材料力学/电磁学结构一体化设计方法研究
  • 批准号:
    11972162
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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