復合材料孔隙含量超聲多參量評價方法及設備研究.pdf

1、RTM/紡織復合材料具有低成本、高性能的特點，但在成型過程中極易產(chǎn)生孔隙微缺陷，顯著地降低了材料的力學性能，因此對 RTM/紡織復合材料進行孔隙含量評價具有重要意義。目前復合材料孔隙含量超聲評價方法主要有聲速法、聲衰減法和非線性超聲檢測方法等。由于上述三種方法各有優(yōu)勢，所以，綜合三種方法，本文提出復合材料孔隙含量超聲多參量評價方法，并研制復合材料孔隙含量超聲多參量測試系統(tǒng)，具體工作內(nèi)容如下：
　　首先，本文在脈沖反射法和有限振幅法

2、的基礎上，研制了復合材料孔隙含量超聲多參量測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)包括RPR-4000高功率脈沖發(fā)生器/接收器、濾波器、放大器、換能器、換能器夾持裝置以及配套軟件等。
　　其次，為了驗證測試系統(tǒng)的可靠性，對該系統(tǒng)進行了性能分析，研究了激勵電壓、換能器放置方式以及濾波放大等因素對測試系統(tǒng)的影響。
　　最后，利用上述測試系統(tǒng)測量六塊不同孔隙含量試樣的聲速、聲衰減系數(shù)、二階非線性系數(shù)和三階非線性系數(shù)，建立孔隙微缺陷與各參量之間的關系，并

3、通過金相顯微照相法驗證各參量評價孔隙含量的準確性。
　　研究結(jié)果表明，測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)對聲速、聲衰減系數(shù)和相對非線性系數(shù)的測量，添加濾波器和放大器可以有效地改善信號的提取，通過換能器夾持裝置的使用、系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)等措施，使測試系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠和方便；聲速、聲衰減系數(shù)和相對非線性系數(shù)的改變與試塊的孔隙含量存在良好的線性關系，能夠用于評價RTM/紡織復合材料孔隙含量，對比聲速和聲衰減系數(shù)，相對非線性系數(shù)對孔隙微缺陷更敏感；孔隙評價結(jié)