毕业论文课题相关文献综述
1.1 研究背景及意义本课题研究对象为各向异性板中的超声波检测,市面上较常见的各向异性材料为复合型碳纤维板,其具有强度高、抗疲劳性好、耐腐蚀性强的特点,相较于市面上原有的金属材料有着更加广泛的使用范围,目前被大量运用于航天、石油化工等领域[1]。
众所周知,凡是材料,经过外界长期腐蚀,都会产生断裂、变形等影响其使用的疲劳,有些发生在材料外表面的是可以直接用肉眼观测的,但是内部的细小变化必须使用检测手段来探查,为了避免在探查中对材料产生影响,人们采用无损检测的手法来测量材料是否产生缺陷,来提前避免因材料变形失效等产生的损失,其中,超声波检测是无损检测一种较为常见并十分有效的手段。
Lamb波为超声波的一种,是由声波在薄板两个自由边发生反射叠加形成的[2,3],其具有传播距离远、导向性好的特点,在复合材料的无损检测中有着优良表现。
国内外学者都在致力于Lamb波的优化及其成像,可见Lamb波未来成为无损检测最常用的手段是必然的趋势。
无论是研究压电超声转化器、电磁超声转化器、磁致伸缩转化器[4]等发出装置,还是研究Lamb的叠加理论[5],或是进行成像建模,都是有利于Lamb波的优化和推广的。
因此,本文将考虑以现有的知识对Lamb波在各向异性板中的传播特性进行研究并建立有限元模型。
1.2Lamb波检测的国内外研究现状21世纪以前,对于Lamb波运用于板类材料的无损检测研究还较少,对于Lamb的使用还处于较开始的阶段,刘江韦、刘镇清[6]通过Lamb波零阶对称模式的反射,研究其对层状复合材料的缺陷和反应,并总结出Lamb在层状复合材料中的使用方法。
在2000到2010年间,许多对于Lamb的研究采用时域分析法和频域分析法,杨齐[7]剖析了金属薄板的超声导波无损检测方法和实用性,胡勇、徐春广[8]深入研究Lamb波在复合材料无损检测中的应用,此时Lamb波的应用还未获得关键性的突破,大部分通过非平稳信号处理方法,对比缺陷前后信号的时域、频域以及时频域特征参数,从而对薄板中的模拟缺陷进行无损检测以及研究不同形态的缺陷对兰姆波传播的影响,并对模拟缺陷进行定位研究。
2010年往后,许多人围绕着Lamb波成像做研究,并对Lamb波进行理论计算,较常见的有:三维弹性理论、全局矩阵法、特征曲线法等等。
李迎[9]以玻璃纤维增强的复合材料层合板为研究对象,搭建试验平台,利用集成在复合材料层合板上的PZT压电陶瓷片作为驱动元件和传感元件,对接收的Lamb波信号进行分析与研究,从信号频率范围、信号中心频率、波振幅值、波形个数和信号激励形式等五个方面完成Lamb波的优化。
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