复合材料T形接头损伤监测方法研究

摘要

复合材料具有比强度高、抗疲劳性能好、耐化学腐蚀等特点，广泛应用于现代飞行器中。特别是最近几十年涌现的民用客机中，复合材料结构被大面积的使用。然而，复合材料的内部损伤从表面上不易识别，难以检测。因此，在复合材料结构的使用过程中，对其进行实时的在线损伤监测可以降低维护费用，通过视情维护取代定期维护可以提高机群管理效率。
　　针对复合材料T形接头中Lamb波传播复杂的特点，本文分析了复合材料结构中Lamb波传播特性，以及Lamb波群相速度计算方法。对Lamb波的多模式和频散特性进行了理论研究和实验验证，在此基础上对碳纤维复合材料板结构的Lamb波传播速度进行了实验研究。
　　基于复合材料T形接头的损伤在线监测需求，提出互相关损伤因子，包络差损伤因子，曲线长损伤因子。针对超声检测碳纤维复合材料板易出现的波包混叠问题，提出了小波建模方法。仿真表明，这种小波建模技术能够有效区分混叠波包，并且具有很好的噪声抑制效果。
　　基于三种损伤因子对复合材料T型接头进行在线损伤监测和预警实验，并利用小波建模技术进行超声成像，验证了损伤因子监测方法的有效性。

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注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2结构健康监测方法

1.3超声检测方法

1.4复合材料T形接头损伤监测

1.5 本文研究工作与内容安排

第二章 Lamb波传播特性分析

2.1 Lamb波基础理论

2.2 Lamb波多模式和频散特性的实验研究

2.3碳纤维复合材料结构板上的Lamb波群速度测量

2.4本章小结

第三章 损伤因子研究和基于小波建模的回波特征识别方法

3.1 用于主动损伤监测的损伤因子研究

3.2 用于超声回波信号特征提取的小波建模技术研究

3.3 本章总结

第四章 基于损伤因子的损伤监测实验与超声扫描验证

4.1 复合材料T形接头损伤监测实验

4.2复合材料T形接头损伤超声C扫描成像实验

4.3 损伤因子监测与超声扫描方法结果对比及讨论

4.4 本章总结

第五章 论文总结与研究展望

5.1 论文总结

5.2研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文