复合材料孔隙率检测方法及其实现技术的研究

论文题目: 复合材料孔隙率检测方法及其实现技术的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 宋立军

导师: 周晓军,徐志农

关键词: 复合材料,孔隙率,超声衰减,数据采集,数据处理,直方图

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文结合“型号工程内外升降副翼面板孔隙率无损测试技术的研究”项目,分析了复合材料孔隙率的检测方法并开发了便携式超声检测系统。文章首先对孔隙率的计算公式进行了推倒,然后通过对实验数据的分析求出了计算公式中的相关系数,最后结合系统的实现重点对系统中的数据采集和处理技术进行了深入的探讨和研究。论文的主要研究内容如下: 第一章 绪论。通过对课题研究背景的分析,介绍了复合材料和无损检测技术,并对复合材料的无损检测技术现状进行了分析和展望,然后重点介绍了复合材料孔隙率的检测技术以及检测系统中的数据采集与处理技术,最后给出了论文的主要研究内容和组织结构。 第二章 对复合材料孔隙率检测的研究现状进行了介绍,并在此基础上分析了前人进行孔隙率检测的几种方法,重点讨论了待定公式系数法的思路以及计算公式的推倒,通过对各检测方法的合理性和可行性分析与比较,最终采用待定公式系数法作为本系统中孔隙率的计算方法。 第三章 介绍了超声波衰减的形成原因和计算方法,通过对脉冲反射法和脉冲穿透法工作原理的分析,推出了反射法和穿透法中超声衰减系数的计算公式,并对公式中的相关系数进行了测定,然后制作了多个标准试块,并用显微照相法对其孔隙率进行测量,最后,利用实验得到的数据对待定公式系数法中的孔隙率计算公式进行了标定。 第四章 介绍了超声波检测的工作原理和分类方法,分析了超声波检测中的基本问题,然后在此基础上确定了便携式超声检测系统的设计方案并介绍了系统的组成,最后对系统中数据采集和传输功能的实现技术进行了深入的研究与探讨。 第五章 分析了对实时采样数据进行存储和处理的必要性,然后重点对实时采样数据文件的建立、超声时域波形信号的处理、孔隙率的直方图分析及新材料孔隙率的检测等关键问题进行了研究,并开发了软件模块,从而实现了系统中数据的处理以及孔隙率的计算与分析等功能。 第六章 总结与展望。首先对全文的工作进行了回顾和总结,然后对下一步的工作提出了一些初步的设想。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 复合材料的分类、定义及其应用状况简介

1.1.2 无损检测技术简介

1.1.3 对复合材料进行无损检测的重要意义

1.2 复合材料无损检测技术的现状与展望

1.2.1 复合材料无损检测技术的概述

1.2.2 复合材料无损检测技术的应用范围

1.2.3 复合材料超声无损检测技术的应用

1.2.4 未来复合材料无损检测技术的发展方向

1.3 复合材料孔隙率的检测技术

1.3.1 复合材料缺陷及孔隙率的定义

1.3.2 纤维基复合材料孔隙率检测技术

1.4 检测系统中的数据采集与处理技术

1.4.1 数据采集和处理系统的任务和要求

1.4.2 数据采集与处理的主要内容

1.5 本论文的主要工作和结构

第二章 复合材料孔隙率检测方法的分析与研究

2.1 复合材料孔隙率检测的研究现状

2.2 对前人进行孔隙率检测方法研究的分析

2.2.1 法宇航的检测方法

2.2.2 理论公式法

2.2.3 频域分析法

2.3 待定公式系数法

2.3.1 树脂引起的超声波衰减

2.3.2 碳纤维引起的超声波衰减

2.3.3 孔隙及其他缺陷引起的超声波衰减

2.4 本论文拟采用的计算方法

2.4.1 方法评述

2.4.2 本文采用的方法

2.5 本章小结

第三章 超声衰减的测量及孔隙率计算公式的建立

3.1 超声波衰减的基本理论

3.1.1 超声波的衰减及其原因

3.1.2 超声波衰减系数的计算方法

3.2 超声波衰减系数的测量

3.2.1 反射法的工作原理及其衰减系数的测量

3.2.2 穿透法的工作原理及其衰减系数的测量

3.2.3 超声波衰减测量方法的选择

3.2.4 反射系数的测定

3.3 标准试块孔隙率的测量

3.3.1 标准试块的选取

3.3.2 孔隙率测量实验的分析

3.4 超声衰减与孔隙率之间计算公式的建立

3.4.1 实验数据的分析

3.4.2 孔隙率计算公式的建立

3.5 本章小结

第四章 复合材料孔隙率检测系统的设计

4.1 超声波检测的工作原理和分类方法

4.2 超声波检测的基本问题和系统方案的确定

4.2.1 超声波检测的基本问题

4.2.2 便携式超声检测系统方案的确定

4.2.3 便携式超声检测系统的组成

4.3 系统中数据传输功能的实现

4.3.1 系统中的总线与接口标准

4.3.2 串行通信及其实现技术

4.4 系统中超声数据的采集

4.4.1 超声信号的发射和接收

4.4.2 超声数据采集卡动态链接库函数的说明

4.4.3 超声数据的采集流程

4.5 本章小结

第五章 便携式检测系统中的数据处理技术

5.1 引言

5.2 实时采样数据的存储

5.2.1 文件的定义和分类

5.2.2 索引文件

5.2.3 本系统中数据文件的设计原则

5.2.4 实时采样数据文件的建立和数据的存储

5.3 超声时域波形信号的处理

5.3.1 信号处理技术

5.3.2 时域波形信号的处理及孔隙率的计算

5.4 孔隙率的后处理分析

5.4.1 孔隙率的 C扫查成像显示

5.4.2 孔隙率分布的直方图分析

5.5 新材料孔隙率的检测

5.5.1 新材料的预处理

5.5.2 新材料孔隙率计算公式的标定

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

硕士期间发表以及收录的学术论文

致谢

发布时间: 2005-10-08

参考文献

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