《纖維增強複合壓力容器的超聲損傷檢測系統》是依託北京大學，由勵爭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：纖維增強複合壓力容器的超聲損傷檢測系統
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：勵爭
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著纖維增強的多層複合壓力容器在工業領域中的不斷推廣套用，對其內部損傷檢測技術與設備的需求也越來越迫切。然而，目前國內外都還沒有專門的多層複合壓力容器的損傷檢測儀器。針對纖維增強複合壓力容器由於生產工藝、在役使用等多方面因素引起的內部損傷，本項目擬研製超聲損傷探測的C-Scan診斷系統。以超聲檢測方法為基礎，採用小波信號處理技術，實現複合壓力容器內部分層、脫粘、裂紋、腐蝕等損傷的識別和位置、程度的診斷。在樣機研製過程中，將發展提高損傷檢測精度的信號分析處理技術，設計新型的水浸式探頭的套用方式，開發系統、高效的控制與分析軟體，實現多層複合壓力容器的全場損傷探測。該項目的研究將為航空航天、石油化工等領域的複合壓力容器損傷探測提供技術支持，並將推動無損檢測技術的發展。
結題摘要
厚壁複合管狀結構，例如碳纖維纏繞複合材料壓力容器，以其輕質、高強、耐磨損、抗疲勞等優異性能被廣泛套用於航空航天、航海、核電、煉油石化等工業領域。然而，厚壁複合管狀結構在製造成型過程與服役過程中往往不可避免地會產生各種缺陷和損傷，並嚴重地威脅著工程結構的安全。因此，發展高效、精準、可靠的厚壁複合管狀結構的無損檢測技術及其檢測系統迫在眉睫。由於複合材料具有各向異性、非均質的材料性質，複合結構又具有多層次的材料特徵，導致厚壁複合管狀結構內部缺陷形式極其複雜，現行的檢測技術難以滿足檢測需求。 本項目基於超音波檢測方法，首先對超音波信號分析處理技術進行了研究，確定了採用連續小波變換進行超音波信號處理與損傷定量識別的方法，能夠對多層複合厚壁內部孔隙、雜質、分層、脫粘、腐蝕減薄等缺陷進行定位及量化。此外，為了滿足損傷尺寸測試的精度要求，分析了超聲探頭掃描間隔與損傷測試精度的關係。在此基礎上，我們設計研製了多通道超音波激勵和接收系統，通過LabVIEW編制的控制系統軟體，可實現多測點信號的輸出與採集控制，最終實現整個結構的C-Scan超聲測試。我們利用Matlab軟體編制小波變換算法和損傷識別程式，並完成與LabVIEW程式的接口，實現數據的採集、記錄、分析處理及結果顯示的一體化。同時，我們還開發了接觸式水浸探頭的固定裝置，便於實現在役結構的快速自動化檢測。通過對預製損傷的標準試樣和實際工程構件的實驗測試，實現了缺陷狀況的全場C-Scan檢測與顯示，滿足了工程需求。本項目的研究將為航空航天、石油化工等領域的複合壓力容器損傷探測提供技術支持，並將推動無損檢測技術的發展。
