矩形-圆形涡流探头设计与碳纤维预浸料的无损检测

作者：陈云瑞; 季宏丽^*; 裘进浩

来源：南京航空航天大学学报, 2021, 53(01): 109-115.

DOI：10.16356/j.1005-2615.2021.01.012

• 涡流检测
• 预浸料
• R-C型探头
• 三维电磁有限元仿真
• 纤维弯曲

预浸料作为制备碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)的原材料,它的质量将直接影响材料成品的性能。本文将涡流检测技术应用于预浸料的损伤检测上,针对预浸料中涡流较小,损伤信号更容易被双圆形线圈构成的发射-接收(Transmit-receive,T-R)型探头的提离影响以及该探头对损伤方向检测不敏感的问题,设计了一种矩形-圆形(Rectangle-circular,R-C)型探头。理论上,无论探头如何提离均不会对接收信号产生影响。通过三维电磁有限元仿真优化设计了矩形线圈的尺寸并验证了R-C型探头的可行性。实验研究表明,与原T-R探头相比,R-C型探头的提离带来的影响明显减小,且对预浸料上的纤维弯曲方向有很好的表征,对裂纹也有其独特的表征方式;但在相同激励下接收到的信号大小要小于原探头。

• 单位
  机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京航空航天大学