碳纖維增強型復合材料分層缺陷的檢測研究

       碳纖維增強型復合材料由于其高溫下仍保持高硬度、高強度，質量輕等性能被廣泛應用于軍事工業，但復雜的制造過程使得缺陷不可避免并影響使用。本文采用正交小波對碳纖維復合材料的探傷信號進行多尺度分析，通過對小波基、分解層數地選取以及對細節信息地處理和分析，總結出判定分層缺陷的損傷程度的方法，使得材料在失效前被提早發現。實驗表明該方法有效。

       近年來，碳纖維增強型復合材料在工業甚至國防建設中有了長足發展，特別是在飛機制造上，機體結構的復合材料化程度是衡量飛機先進性的一個重要指標。然而，碳纖維復合材料是復雜的各項異性多相體系，其質量存在離散性，成型過程與服役條件極其復雜，環境控制、制造工藝、運輸以及操作等都可能造成材料缺陷，使得結構失效。因此，結構材料的無損檢測（NDT）無論是在制造上還是在實時應用上都顯得尤為重要。

       分層缺陷是碳纖維復合材料中最常見的缺陷形式，復合材料層合板在壓縮載荷作用下將依次發生脫粘分層、分層擴展、再屈曲、最后壓縮破壞。含分層損傷的復合材料層合板在面內壓縮載荷作用下，其圓形分層缺陷上下端點的局部區域內材料受橫向拉應力作用為主；分層缺陷大小對復合材料層合板的抗壓強度和屈曲臨界載荷影響顯著；分層缺陷大小對復合材料層合板的壓縮彈性模量影響不顯著；對于4.40 mm厚復合材料層合板，當分層缺陷尺寸達到孔隙30 %就要考慮修補。

       超聲檢測是目前無損檢測中應用最廣泛的一種。在超聲缺陷檢測中，回波信號通常是一種被探頭中心頻率調制的寬帶信號，該信號是屬于時頻有限的非平穩信號，因此選用具有時頻局部放大能力的小波變換技術對信號進行處理和分析非常適宜。

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