船用復(fù)合材料板損傷的超聲導(dǎo)波檢測研究.pdf

1、船體的板結(jié)構(gòu)在風(fēng)、浪、流等很多交變載荷的作用以及碰撞、擱淺等各種突發(fā)性外在因素的影響下會產(chǎn)生損傷，這些損傷隨著時間的積累，將威脅著船舶的安全行駛。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)能夠提供有關(guān)結(jié)構(gòu)健康狀況的實時信息，基于超聲導(dǎo)波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)是通過換能器激勵并接收結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波信號進(jìn)行分析，進(jìn)而對結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行判斷，因此，對結(jié)構(gòu)中導(dǎo)波的傳播特性以及導(dǎo)波與損傷的作用規(guī)律的研究是基于超聲導(dǎo)波的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)。
　　本文以某游艇用的玻璃鋼板

2、為研究對象，采用超聲導(dǎo)波對其損傷進(jìn)行檢測，并從實驗研究和數(shù)值模擬兩方面探討了玻璃鋼板中的損傷與超聲導(dǎo)波的相互作用規(guī)律。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　基于超聲導(dǎo)波基本理論，結(jié)合二分法利用Matlab軟件繪制出超聲導(dǎo)波在鋁板和玻璃鋼板中傳播的頻散曲線，獲得導(dǎo)波多模態(tài)的頻散特性，為下文的實驗研究提供參考。
　　建立超聲導(dǎo)波檢測的實驗平臺，分別對鋁板和玻璃鋼板進(jìn)行損傷檢測。在實驗研究中首先探討了超聲導(dǎo)波在無損傷鋁板和玻璃鋼板傳播的頻散

3、特性，繪制出導(dǎo)波在鋁板和玻璃鋼板中傳播的群速度頻散曲線，與基于二分法繪制的群速度頻散曲線進(jìn)行對比，獲得頻散方程應(yīng)用于此玻璃鋼板時存在的誤差，得到近似分析的參考依據(jù)；其次，根據(jù)頻散特性，提取導(dǎo)波中的單一S0模態(tài)對有損傷的玻璃鋼板進(jìn)行檢測，在玻璃鋼板中設(shè)置圓孔與裂紋損傷，通過實驗檢測獲得的導(dǎo)波信號判斷損傷的位置，與實際位置誤差很小。
　　基于有限元法，利用有限元軟件ANSYS繪制出玻璃鋼板的頻散曲線，并與實驗求解的頻散曲線對比，結(jié)果與