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张宇民(负责人)--复合材料制造缺陷和损伤的多尺度表征与高效检测
2013-09-29 08:24  

研究目标:

    针对复合材料构件制造缺陷和损伤的多源性、多样性、随机性、时变性,研究孔隙、分层等缺陷和损伤的跨尺度表征原理和检测方法,建立定量反映孔隙缺陷形貌特征的多材料本构模型,揭示制造缺陷和损伤对声、力等外场作用的响应机理,提出复杂结构区缺陷精准定位策略,发展大尺寸复合材料复杂构件的缺陷、损伤和应力分布高精高效无损检测原理和方法。

研究内容:

(1)复合材料孔隙细观特征辨识与孔隙率无损检测

    研究复合材料孔隙缺陷的细观形貌和分布特征,以及超声波检测信号的散射衰减等声学特性,建立定量反映孔隙特征的跨尺度多材料本构模型,分析孔隙特征对超声波散射衰减的响应规律,确定孔隙特征与检测信号之间的映射关系,发展复合材料孔隙率超声检测方法。

(2)复杂几何结构区制造缺陷检测混叠信号的解耦原理与方法

    研究复合材料构件复杂几何结构区(如L型工件的R区等)相控阵超声波波束合成、延迟特性及相位偏差产生机理,分析缺陷、多层异质结构的超声信号混叠特征,研究信号传递路径及噪声来源,提出信号解耦方法及缺陷精准定位策略,建立复合材料复杂结构超声精准检测原理和方法。

(3)复合材料构件面域应力分布高精检测

    研究纤维与树脂之间的变形协同规律、纤维束的X射线衍射行为和X射线衍射强度曲线分离与校正方法,定量表征纤维束、铺层、层合材料的变形,正演纤维、树脂表面微区的应力状态,构建复合材料制件面域的应力分布云图,发展复杂构件应力分布的检测方法。

(4)大型复合材料构件缺陷和损伤的高效复合检测原理

    针对大尺寸复合材料构件分层等随机分布的缺陷和损伤,研究阵列式压电阻抗与兰姆波复合的检测方法,探索传感器布阵方式和激励频率等参数对多模态激发信号的影响规律,发展多维弱信号信息融合与特征提取技术,建立缺陷和损伤的尺寸与检测信号特征之间的对应关系,提出大型复合材料构件缺陷和损伤的高效检测方法。

承担单位: 哈尔滨工业大学、大连理工大学

课题负责人:张宇民教授

学术骨干: 赫晓东、林莉,张化宇,周玉锋

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