一种纤维增强复合材料力学性能超声正交扫描测量方法技术

技术编号:46619244 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-14 21:14
本发明专利技术公开一种纤维增强复合材料力学性能超声正交扫描测量方法。该方法包括:针对待测复合材料单向板,将接收(发射)点固定于材料一侧表面,发射(接收)点位于材料另一侧表面,并沿着任意两个正交方向作线性扫描,记录每对发射与接收点组合采集的沿不同路径传播的透射准纵波和准横波时域波形信号;建立定量描述超声走势与待测纤维增强树脂基复合材料独立弹性常数、厚度、纤维方向角度之间定量关系声学模型,以模拟超声数据采集实验,生成对应模拟超声数据集;以实验和模拟所得超声数据集之间的相似程度为目标函数,更新复合材料独立弹性常数、厚度、纤维方向角度值。本发明专利技术可同步实现材料力学性能、厚度、纤维取向多参量高精度原位无损测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料超声检测,更具体地,涉及一种纤维增强复合材料力学性能超声正交扫描测量方法


技术介绍

1、纤维增强树脂基复合材料(fiber reinforced plastic,frp)具有比强度、比刚度高等特点,被广泛应用于多个工业领域用于替代传统的金属材料,例如航空航天、风电叶片以及土木工程等领域。由于材料是由大量纤维构成,纤维增强树脂基复合材料的弹性特性呈显著的横观各向同性特征,具体表现为各向异性对称轴沿纤维方向,同时弹性特性可采用包含5个独立弹性常数的6×6刚度矩阵定量表征。不管是在frp结构的制造还是服役阶段,弹性常数都是至关重要的参数,可用于结构强度计算、材料性能退化程度评估以及内部缺陷超声无损检测。在实际场景中,frp部件表面会进行功能涂层覆盖、装饰性喷漆等不透明化处理,使得纤维取向无法辨认,从而多种需要在对称方向上进行测量的、针对frp等横观各向同性材料的弹性常数无损方法失效。因此,如何原位无损测量材料的弹性常数并提升测量方法的实用性,是提升frp结构制造质量和服役安全性所需要解决的难点问题。

2、目前,工程中普遍采用力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纤维增强复合材料力学性能超声正交扫描测量方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据以下步骤迭代优化所述超声传播模型:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述准纵波QL、垂直偏振准横波QSV和水平偏振准横波QSH三种波模式的声传播时间统一表示为:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,将所述目标函数设置为:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,以向量o的一个潜在解作为粒子,利用粒子群算法求解所述目标函数。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超声扫描数据集根据以下步骤获...

【技术特征摘要】

1.一种纤维增强复合材料力学性能超声正交扫描测量方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据以下步骤迭代优化所述超声传播模型:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述准纵波ql、垂直偏振准横波qsv和水平偏振准横波qsh三种波模式的声传播时间统一表示为:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,将所述目标函数设置为:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,以向量o的一个潜在解作为粒子,利用粒子群算法求解所述目标函数。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超声扫描数据集根据以下步骤获得:在针对复合材料进行超声透射扫描过程中,将超声的发射端或接收端固定,另一端按照两条正交的路径执行固定间距步进,并在固定间距采集一次超声信号,最终形成相互正交的超声扫描数据集,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭师峰何梓科曹欢庆赵培含朱启民吴新宇冯伟
申请(专利权)人:中国科学院深圳先进技术研究院
类型:发明
国别省市:

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