碳纤维复合材料对超声衰减的频域分析

采用反射法对两组不同碳纤维复合材料试块进行了超声检测, 并用快速傅立叶变换( FFT) 方法分析了信号的频域特征。结果表明: 超声衰减系数与频率之间存在线性关系, 而且其斜率随孔隙率的增大而增大。孔隙对超声波的衰减作用使超声信号的峰值降低、频宽变窄且使中心频率降低。超声信号矩心频率的偏移与孔隙率之间、超声衰减率与孔隙率之间均呈线性关系。频域内的特征量与孔隙率之间的线性关系为建立正确的孔隙率频域检测模型提供了基础。      

用于碳纤维复合材料孔隙率检测的便携式超声仪器研制

摘要针对航空领域专用的碳纤维复合材料板材，以超声波的声衰减模型为基础，研制了用于孔隙率检测的便携式超声仪器。介绍了检测原理、硬件体系结构和软件的开发思想。仪器采用笔记本电脑控制信号的采集、处理和显示，系统轻巧，便于携带，能够快捷、准确地完成碳纤维复合材料板孔隙率的检测，非常适合现场使用。     

碳纤维复合材料孔隙率的脉冲反射法超声衰减测试模型

根据碳纤维复合材料孔隙率的脉冲反射法超声检测原理，假设复合材料中除孔隙外没有其他缺陷，各衰减影响因素间相互独立，将超声传播系统看作线性系统，建立了超声测试能量衰减模型和孔隙率计算模型.利用脉冲发射式超声测量系统和显微照相分析系统获得超声衰减数据和孔隙率数据，给出了基于模型的孔隙率拟合公式.分析结果表明，基于模型的拟合公式可用于碳纤维复合材料孔隙率的超声衰减测试计算，其结果可达到一般实际工程测试的精度要求.     

碳纤维复合材料 (CFRP) 孔隙的形态特征

对碳纤维复合材料内孔隙的微观形态进行了观察和图像分析,并对孔隙的形态特征进行了统计分析。结果表明,在碳纤维复合材料中孔隙大多发生在层间,而且会沿层间发展,孔隙的面积和长度都会随孔隙率的增加而增加。孔隙率越大孔隙的宽长比越小,形状越细;而孔隙率越小孔隙的宽长比则越大,形状更加接近圆形,而且分布比较分散。      

提升框架技术在碳纤维复合材料孔隙率检测中的应用研究

对提升框架的基本理论和基于提升框架的去噪方法进行了研究,分析了五种不同提升框架类型(5/3,2/6,2/10,5/11-C和13/7-T)对碳纤维复合材料的超声信号的去噪效果.结果表明对同一个信号,不同框架类型的去噪效果不同,其中框架13/7-T的平均去噪效果最好,具有最大的信噪比和最小的均方根误差,而同一种框架类型对不同信号的去噪效果则比较一致.比较了去噪前后超声信号的衰减系数与孔隙率之间的关系,结果表明经过提升框架去噪后超声信号的衰减系数与孔隙率之间更加符合抛物线关系,提高了碳纤维复合材料孔隙率检测的准确性.