用振動(dòng)紅外熱像法檢測(cè)層合結(jié)構(gòu)脫層的初步研究.pdf

1、該文在結(jié)合國(guó)外大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)地討論了利用振動(dòng)紅外熱像方法對(duì)層合梁(板)脫層進(jìn)行無損檢測(cè)的可行性及基本原理,并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了初步的研究.脫層是層合材料最常見的破壞形式之一.由于脫層的存在,必然對(duì)層合材料的受力性能和動(dòng)力特性產(chǎn)生一定的影響.因此,研究脫層對(duì)層合材料構(gòu)件固有頻率的影響,將對(duì)構(gòu)件的無損檢測(cè)提供必要的依據(jù).該文首先詳細(xì)分析了層合梁的脫層現(xiàn)象對(duì)其振動(dòng)頻率的影響,通過對(duì)脫層梁進(jìn)行分區(qū)處理,得到了脫層梁自振頻率變化的規(guī)律.計(jì)算與

2、分析結(jié)果表明,脫層使得層合梁的固有頻率降低,且對(duì)低階的頻率影響較大;短脫層對(duì)梁的固有頻率并沒有明顯的影響.這些結(jié)果對(duì)于發(fā)展以振動(dòng)紅外熱像方法為基礎(chǔ)的無損檢測(cè)技術(shù)具有一定的參考意義.該文所研究的振動(dòng)紅外熱像法是上世紀(jì)八十年代以來出現(xiàn)的一種無損檢測(cè)方法,與其它傳統(tǒng)的檢測(cè)方法(如超聲波法、射線照相法、聲發(fā)射法等)相比,具有快速、安全、無損和可對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全場(chǎng)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn).其原理是具有脫層的層合材料構(gòu)件(梁或板)包含脫層區(qū)域及未脫層區(qū)域,脫層區(qū)

3、域分為上下兩部分,若對(duì)層合材料構(gòu)件施加小振幅、高頻率的振動(dòng)激勵(lì),當(dāng)激勵(lì)頻率恰好接近其中一部分的固有頻率時(shí),該部分就會(huì)產(chǎn)生共振響應(yīng),部分機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為熱能,使脫層區(qū)域的溫度遠(yuǎn)高于未脫層區(qū)域,借助紅外熱像儀即可顯示出脫層的位置.該文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)此方法進(jìn)行了進(jìn)一步的探討,主要做了以下的工作:(1)選取合理的、能夠準(zhǔn)確反映由共振而產(chǎn)生熱量的行為的局部響應(yīng)模型,以及合理的振動(dòng)熱模式,推導(dǎo)了一維層合梁小脫層區(qū)域的振動(dòng)響應(yīng)及梁的溫度分布,并