碳纤维增强树脂基复合材料涡流无损检测有限元分析

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：豸翻磊L矽I牛年y月28日厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定

2、机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦f-J；k学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。f(√)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√’’或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦f-J；k学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适

3、用上述授权。)声明人(签名)：孑每乏毛弘l叶年XR以Et摘要碳纤维增强型复合材料因其优越的性能在飞机制造、汽车制造、化工、造船与电气设备等领域得到广泛的应用，尤其是在航空、船舰、核能设备等方面受到高度重视。然而，复合材料结构在制造和使用过程中不可避免地会存在缺陷和遭受损伤。并且，碳纤维复合材料在损坏之前几乎没有先兆，其破坏具有突然性，这往往会造成严重的后果。因此对碳纤维复合材料进行损伤检测显得尤为重要。目前应用较多的碳纤维复合材料检测方法有红外检测、x射线检测、超声检测等，这些技术都达到了一定的检测效果。使用涡流检测技术来检测碳纤维复合材料的研究则很少。本文基于电磁场理论和有限元数值仿

4、真对碳纤维复合材料的涡流检测展开研究。首先建立碳纤维复合材料涡流检测的三维有限元仿真模型，使用Fortran语言编写程序，对涡流检测进行分析，得到碳纤维复合材料结构内的涡流分布规律，线圈感应电压和结构表面处的磁场信号，在此基础上得到碳纤维复合材料的缺陷信息。对碳纤维复合材料涡流检测的有限元仿真可以指导碳纤维复合材料涡流检测的研究。有限元模拟得到的复合材料结构中的涡流分布规律符合碳纤维复合材料电各向异性的特点，并且通过分析线圈阻抗变化的解析解，验证了有限元仿真的可靠性。在此基础上研究了涡流检测中电各向异性材料中的趋肤效应，研究发现碳纤维复合材料中的涡流衰减速度比电各向同性材料中的更快。本

5、文还对碳纤维复合材料结构的纤维断裂和分层两种常见缺陷的涡流检测进行了有限元分析，分别得到了线圈的感应电压信号及结构表面处的磁场信号。结果表明，涡流检测技术可以很好的检测到碳纤维复合材料结构中的纤维断裂和分层缺陷。关键字：碳纤维复合材料；涡流检测；有限元分析AbstractBecauseofthesuperiorperformancecarbonfiberreinforcedcomposites(CFRP)arewidelyusedinmanufacturingofaircrafts，automobilesandships，chemicalengineering，electricaleq

6、uipmentandotherfields，andareespeciallyhiglllyvaluedinaviation，shipsandnuclearpowerequipments．However,compositestructureshavedefectsduringmanufacturingandaredamagedinusinginevitably．MostofdefectsOCCursuddenlywithoutomen,whichwillcauseseriousconsequences．Therefore，nondestructivetestingofCFRPisvery

7、important．Infraredtesting，X—raytestingandultrasonictestingarethemajorandeffectivetestingtechniquesforCFRPatpresent．Fewstudieshavebeendoneintheeddycurrenttesting(ECT)ofCFRP．Inthisthesis，westudytheECTofCFRPbasedontheelectromag