超聲非線性測試系統(tǒng)性能研究及信號提取方法.pdf

1、復(fù)合材料是一種新型材料,它具有許多優(yōu)良的化學(xué)特性,如耐磨、耐高溫、疲勞強度好、不易發(fā)生蠕變等。這些常規(guī)材料所不具備的優(yōu)點使其在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中RTM/紡織復(fù)合材料是通過RTM與紡織技術(shù)相結(jié)合所得到低成本、高性能的復(fù)合材料構(gòu)件。由于制造過程中受到壓力、溫度等外界因素影響,RTM/紡織復(fù)合材料內(nèi)部易產(chǎn)生孔隙類微觀缺陷,這類微觀缺陷的存在對其使用壽命有著決定性影響。
　　本文以RTM/紡織復(fù)合材料中的孔隙缺陷為對象,采用非

2、線性超聲進行檢測,搭建了一個超聲非線性檢測系統(tǒng),分析測試了系統(tǒng)性能,研究了諧波信號提取方法,研制了濾波系統(tǒng)用于改善諧波信號的識別。
　　首先,從理想固體中的一維非線性波動方程出發(fā),論述了相應(yīng)的非線性超聲效應(yīng)。并推導(dǎo)出二次非線性系數(shù)及高次非線性系數(shù)的表達(dá)式。
　　其次,對搭建的超聲非線性測試系統(tǒng)的性能進行研究,著重分析了各部分的非線性因素及抑制措施,如激勵信號模式、放大器性能、換能器種類等,并通過增加高低通濾波器和運算放大器,

3、實現(xiàn)了二次諧波信號的有效提取。
　　最后,通過對孔隙含量不同的RTM試樣的超聲非線性測試,對比研究了濾波系統(tǒng)對諧波信號提取的影響,通過分析非線性參數(shù)的變化趨勢驗證了濾波系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。
　　研究結(jié)果表面:超聲非線性測試系統(tǒng)的性能直接影響材料非線性系數(shù)測量的可靠性,需要在換能器、聲耦合及信號處理等方面采取相應(yīng)的措施來抑制或減少系統(tǒng)本身的非線性影響。在非線性聲學(xué)測量當(dāng)中,合適的換能器并不能完全抑制雜散頻率。正確設(shè)計濾波系統(tǒng)