低孔隙率碳纤维复合材料的时频模型和局部孔隙检测

作者：杨勇; 黄蔚; 曾祥^*

来源：机械科学与技术, 2019, 38(11): 1797-1804.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20190028

• 低孔隙率CFRP
• 局部孔隙
• 时频建模
• 变分模态分解
• 能量函数和瞬时增益

本文研究了孔隙率不高于1%的低孔隙率碳纤维复合材料(CFRP)的时频模型和局部孔隙检测方法。将现有的超声波在CFRP内传播的频域模型扩展到时频模型,通过仿真验证了共振结构噪声的存在,研究了共振结构噪声和局部孔隙形成的缺陷回波的频率差异。在此基础上,提出应用变分模态分解分离高频随机噪声和共振结构噪声,提取包含缺陷回波的低频成分进行局部孔隙检测。提出能量函数和瞬时增益的概念,以克服由于声波能量随传播距离降低而造成的近表面信号对远表面信号的遮蔽效果。对低孔隙率CFRP试块的实验表明,基于变分模态分解和瞬时增益的方法能够有效抑制噪声干扰、克服遮蔽效应,实现局部孔隙的准确检测。

• 单位
  北京宇航系统工程研究所; 中车株洲电力机车研究所有限公司