定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法技术

本发明专利技术涉及一种定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法，属于板材监测领域。步骤包括：定量制作一系列标准缺陷试样；对标准缺陷试样表面进行彻底清洁；按照实验要求固定红外检测装置；对标准缺陷试样进行红外检测并保留缺陷最优图像；对缺陷最优图像进行图像处理；复现缺陷的几何构型及体积；建立抗拉强度损失率与缺陷几何构型体积之间的关系；计算得到待测碳纤维板材缺陷的几何构型以及抗拉强度损失率。本发明专利技术使用的标准缺陷试样和待测碳纤维板材材质相同，这确保了计算结果的可靠性。本发明专利技术计算得到的数据在产品监测中实用价格高，应用前景广。应用前景广。应用前景广。

【技术实现步骤摘要】
定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法


[0001]本专利技术涉及板材监测领域，特别涉及一种定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合板材是一种具备比强度高、耐高温等优越性能的先进材料，广泛应用在高速列车、航空航天等领域。然而在其生产和使用的过程中，不可避免地会出现一定量的缺陷，若这些缺陷没被及时发现并修正的话，产生的后果极其严重。因此，对碳纤维复合板材进行检测是非常有必要的。当下，国内外对碳纤维板材的检测方法有超声检测、涡流检测、射线检测、红外检测等。在众多检测方法中，红外检测因为具有非接触性、检测面积大等特点被各行各业广泛应用。在当前的科技水平下，红外检测对碳纤维复合板材缺陷的定性研究上取得了诸多进展，而在其缺陷的定量研究上相对较少，哈尔滨工业大学利用锁相法来检测复合材料的缺陷信息，证明了红外锁相检测法能快速检测出材料存在的大面积缺陷、内部缺陷和多层缺陷。哈尔滨工业大学教授唐庆菊发现采用马尔科夫主成分分析图像序列重建法能提高图像质量以及缺陷的检测能力。但目前没有对碳纤维复合板材缺陷几何本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、定量制作一系列标准缺陷试样：对与待测碳纤维板材相同材质、相同厚度的一系列碳纤维板材依次进行冲击实验；每一块碳纤维板材只有一个冲击缺陷，每一块碳纤维板材受到的冲击能量各不相同；将这一系列带有不同冲击缺陷的碳纤维板材视作标准缺陷试样；步骤(2)、对标准缺陷试样表面进行彻底的清洁，确保后续红外热成像过程中不存在杂物干扰；步骤(3)、调整好红外热像仪、卤素灯与标准缺陷试样的位置和距离，将卤素灯的闪光频率和功率、红外热像仪的物体反射率、反射温度设置到符合实验要求；步骤(4)、对每一个标准缺陷试样利用卤素灯进行热激励，并同时用红外热像仪拍摄红外热像图、采集数据；步骤(5)、依据特征图像从一系列红外热像图中挑选出缺陷最优图像，对缺陷最优图像进行降噪、图像增强、阈值分割处理；步骤(6)、从处理过的缺陷最优图像中提出构建缺陷几何构型所需的空间数据，利用Tecplot软件复现出缺陷的几何构型，并计算出缺陷的体积；步骤(7)、所有标准缺陷试样经红外检测并计算出各自缺陷几何构型后，依次进行拉伸实验测得其抗拉强度的损失率，建立起抗拉强度损失率与缺陷几何构型体积之间的关系K=f(V)；步骤(8)、计算得出待测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失：利用卤素灯对待测碳纤维板材进行热激励，并同时用红外热像仪拍摄红外热像图、采集数据，依据步骤(5)至步骤(7)得到缺陷的几何构型以及抗拉强度损失率。2.根据权利要求1所述的定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法，其特征在于：步骤(1)所述的冲击实验是利用双导轨落锤设备完成的，该设备通过控制落锤加载总质量的不同产生不同大小的冲击能量。3.根据权利要求1所述的定量检测碳纤维板材缺陷几何构型及机械性能损失的方法，其特征在于：步骤(5)所述的对缺陷最优图像进行降噪、图像增强、阈值分割处理具体算法为：对缺陷最优图像实行降噪和增强处理时采用对比度增强、伪彩色增强或小波算法；对降噪增强后的图像进行阈值分割时采用分水岭分割法、Otsu算法或Triangle算...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国成，何少鹏，董娟，谷晓鹏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：