船用復合材料板損傷的超聲導波檢測研究.pdf

1、船體的板結構在風、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。結構健康監(jiān)測技術能夠提供有關結構健康狀況的實時信息，基于超聲導波的結構健康監(jiān)測技術是通過換能器激勵并接收結構中的導波信號進行分析，進而對結構的健康狀況進行判斷，因此，對結構中導波的傳播特性以及導波與損傷的作用規(guī)律的研究是基于超聲導波的結構健康監(jiān)測技術的基礎。
　　本文以某游艇用的玻璃鋼板

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

3、特性，繪制出導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行對比，獲得頻散方程應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，提取導波中的單一S0模態(tài)對有損傷的玻璃鋼板進行檢測，在玻璃鋼板中設置圓孔與裂紋損傷，通過實驗檢測獲得的導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，結果與