采用反射法對(duì)兩組不同碳纖維復(fù)合材料試塊進(jìn)行了超聲檢測(cè),并用快速傅立葉變換(FFT)方法分析了信號(hào)的頻域特征。結(jié)果表明:超聲衰減系數(shù)與頻率之間存在線性關(guān)系,而且其斜率隨孔隙率的增大而增大??紫秾?duì)超聲波的衰減作用使超聲信號(hào)的峰值降低、頻寬變窄且使中心頻率降低。超聲信號(hào)矩心頻率的偏移與子L隙率之間、超聲衰減率與孔隙率之間均呈線性關(guān)系。頻域內(nèi)的特征量與孔隙率之間的線性關(guān)系為建立正確的孔隙率頻域檢測(cè)模型提供了基礎(chǔ)。
由于碳纖維復(fù)合材料(CFRP)具有高強(qiáng)度、高硬度和較小的密度,在航空航天領(lǐng)域以及紡織機(jī)械中的應(yīng)用越來越廣泛,因此對(duì)碳纖維復(fù)合材料內(nèi)缺陷的無損檢測(cè)也日趨重要。
孔隙是碳纖維復(fù)合材料中最常見的缺陷之一??紫兜某霈F(xiàn)嚴(yán)重影響了材料的力學(xué)性能,不但降低了材料的剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度[2-5],而且對(duì)材料的疲勞壽命也有顯著影響。碳纖維復(fù)合材料內(nèi)孔隙的形態(tài)與金屬中孔隙的形態(tài)有較大不同。在金屬材料中孔隙多呈球形,而在復(fù)合材料內(nèi)孔隙則多呈扁平狀,一般出現(xiàn)在層間。孔隙在層間沿纖維的方向有所發(fā)展而且孔隙的幾何尺寸也分布在較大的范圍內(nèi)[7-9]。金屬材料內(nèi)孔隙對(duì)超聲波的散射作用可用瑞利散射模型來描述,而碳纖維復(fù)合材料內(nèi)的孔隙對(duì)超聲波的散射作用則復(fù)雜得多,難以用理論模型準(zhǔn)確描述。
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