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基于群速度校准的超声导波技术及在复合材料缺陷检测中的应用
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:0
  • 页码:11-18
  • 分类:TB552[理学—物理;理学—声学;一般工业技术] TU378[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金(50975006,51075012,11272021)、北京市自然科学基金(1122007)、北京市教委科技计划(KM201010005003)和北京市科技新星计划(2008AOl5)资助项目.
  • 相关项目:基于时间反转法的风力机叶片超声导波扫描成像检测技术研究
中文摘要:

由于在复合材料板中传播的超声导波具有偏斜效应,使得理论群速度与试验测得的群速度不一致,因此需要对群速度幅值和传播方向进行校准。数值计算复合材料板中超声导波频散方程得到S0模态各个方向的理论相速度频散曲线。运用群速度校准法则对S0模态群速度幅度和传播方向进行修正。校准后的理论群速度与试验测得的群速度较为吻合。试验中采用频率200 kHz的S0模态对碳纤维复合材料板中的模拟缺陷进行检测。结果显示采用校准后群速度和试验测得的群速度可准确定位缺陷,且具有很好的一致性。因此,采用群速度校准法则可有效提高各向异性复合材料结构中超声导波的缺陷定位和识别能力。

英文摘要:

Due to ultrasonic guided waves propagating in composite plates are characterized with skew effect, it makes there exists a certain discrepancy between experimentally measured and theoretical group velocities. Therefore, it is needed to calibrate the amplitude and propagation direction of group velocity. Dispersion equation of ultrasonic guided waves in the composite plate is numerically solved and theoretical phase velocity dispersion curves of So mode at different directions are obtained. The amplitude and propagation direction of group velocities of So mode are calibration based on group velocity calibration principle. Calibrated and experimental group velocities are well matched. In experiments, So mode at 200 kHz is used to inspect the artificial defect in the carbon fiber composite plate. Experimental results show accurate localization of the defect can be achieved by using calibrated and experimental group velocities and localization results by using these two types of group velocities are consistent with each other. As a result, the abilities of defect localization and identification of ultrasonic guided waves can be effectively enhanced by using group velocity calibration principle in composite plates.

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  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主编:宋天虎
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  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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