基于脈沖渦流的CFRP層壓板損傷檢測(cè)可行性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-05 22:57
為實(shí)現(xiàn)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)層壓板的無(wú)損檢測(cè),基于材料自身導(dǎo)電特性,考慮其各向異性分布特點(diǎn),采用脈沖渦流方法實(shí)現(xiàn)其常見(jiàn)損傷檢測(cè)。利用有限元軟件構(gòu)造CFRP層壓板常見(jiàn)的分層和沖擊損傷模型,建立圓柱形渦流激勵(lì)線圈,設(shè)置有效脈沖渦流激勵(lì),進(jìn)而獲取檢測(cè)點(diǎn)不同方向磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明:基于磁感應(yīng)強(qiáng)度z軸分量的脈沖渦流檢測(cè)方法可實(shí)現(xiàn)沖擊和分層兩種結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)。結(jié)論是可利用脈沖渦流方法實(shí)現(xiàn)對(duì)各向異性CFRP層壓板結(jié)構(gòu)損傷的有效檢測(cè)。
【文章來(lái)源】:計(jì)算機(jī)仿真. 2020,37(06)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
各向異性CFRP層壓板結(jié)構(gòu)示意圖
脈沖渦流檢測(cè)原理如圖2所示,利用被測(cè)材料的導(dǎo)電性,將激勵(lì)線圈通以一定占空比的方波電流,該變化的電流將會(huì)產(chǎn)生快速衰減的磁場(chǎng),而變化的磁場(chǎng)在被測(cè)的導(dǎo)體試件中將會(huì)感應(yīng)出脈沖渦流。此渦流變化引發(fā)感應(yīng)出新的渦流磁場(chǎng),并與原磁場(chǎng)互相作用。當(dāng)被測(cè)CFRP材料發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷,導(dǎo)致其電導(dǎo)率發(fā)生變化時(shí),相應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度也將與無(wú)損傷情況產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生差異,從而實(shí)現(xiàn)材料損傷探測(cè)。3 搭建仿真模型
脈沖渦流傳感器選為圓柱形探頭,其內(nèi)徑為11mm,外徑為15mm。為對(duì)比分析激勵(lì)線圈長(zhǎng)度對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響,設(shè)置4種長(zhǎng)度探頭,分別為30mm、40mm、50mm、60mm。激勵(lì)線圈置于被測(cè)試樣上方0.5mm處,即探頭提離高度統(tǒng)一設(shè)為0.5mm,線圈匝數(shù)為1500匝。激勵(lì)電流給定設(shè)為逆時(shí)針?lè)较?電流頻率100Hz,占空比為50%,電流幅值為0.5A。3.2 損傷試樣模型
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)綜述[J]. 武新軍,張卿,沈功田. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周德強(qiáng),尤麗華,張秋菊,鄭莎,吳佳龍. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]脈沖渦流圓柱型探頭參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周德強(qiáng),張斌強(qiáng),王海濤,尤麗華,盛衛(wèi)峰. 無(wú)損檢測(cè). 2012(09)
本文編號(hào):3120254
【文章來(lái)源】:計(jì)算機(jī)仿真. 2020,37(06)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
各向異性CFRP層壓板結(jié)構(gòu)示意圖
脈沖渦流檢測(cè)原理如圖2所示,利用被測(cè)材料的導(dǎo)電性,將激勵(lì)線圈通以一定占空比的方波電流,該變化的電流將會(huì)產(chǎn)生快速衰減的磁場(chǎng),而變化的磁場(chǎng)在被測(cè)的導(dǎo)體試件中將會(huì)感應(yīng)出脈沖渦流。此渦流變化引發(fā)感應(yīng)出新的渦流磁場(chǎng),并與原磁場(chǎng)互相作用。當(dāng)被測(cè)CFRP材料發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷,導(dǎo)致其電導(dǎo)率發(fā)生變化時(shí),相應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度也將與無(wú)損傷情況產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生差異,從而實(shí)現(xiàn)材料損傷探測(cè)。3 搭建仿真模型
脈沖渦流傳感器選為圓柱形探頭,其內(nèi)徑為11mm,外徑為15mm。為對(duì)比分析激勵(lì)線圈長(zhǎng)度對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響,設(shè)置4種長(zhǎng)度探頭,分別為30mm、40mm、50mm、60mm。激勵(lì)線圈置于被測(cè)試樣上方0.5mm處,即探頭提離高度統(tǒng)一設(shè)為0.5mm,線圈匝數(shù)為1500匝。激勵(lì)電流給定設(shè)為逆時(shí)針?lè)较?電流頻率100Hz,占空比為50%,電流幅值為0.5A。3.2 損傷試樣模型
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)綜述[J]. 武新軍,張卿,沈功田. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周德強(qiáng),尤麗華,張秋菊,鄭莎,吳佳龍. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]脈沖渦流圓柱型探頭參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周德強(qiáng),張斌強(qiáng),王海濤,尤麗華,盛衛(wèi)峰. 無(wú)損檢測(cè). 2012(09)
本文編號(hào):3120254
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