毕业设计报告-碳纤维复合材料涡流检测方法研究

1、毕业设计（论文）题 目: 碳纤维复合材料涡流检测方法研究 学 院： 测试与光电工程学院专业名称： 测控技术与仪器 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二O一五 年 六 月毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：碳纤维复合材料涡流检测方法研究II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、原始资料：碳纤维复合材料若干；涡流检测设备一套；计算机2、毕设要求：（1）查找并掌握碳纤维复合材料多向的结构特性和电各向异性等相关资料；（2）掌握涡流检测的基本原理、趋肤效应、提离效应、常规检测工艺；（3）探索并设计针对碳纤维复合材料低电导率且电导率各个方向不同的特点的涡流检测工艺，尝试对其常见缺陷进行定量、定性的分析； （4）对预埋或已知缺陷的碳纤维复合材料涡流检测实验，通过数据处理与分析检验设计工艺；（5）实验结果分析及毕业论文撰写。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：1、 熟悉碳纤维复合材料的结构特点及电磁特性； 03.0903.202、 检测方法及检测工艺的确定； 03.2104.153、 检测信号的分析及处理； 04.1604.30 4、缺陷的定性及定量方法

2、研究； 05.0405.155、 实验验证检测结果分析； 05.1605.316、 撰写相关技术报告。 06.0106.26 、主 要参考资料：1孙磊. 碳纤维增强树脂基复合材料涡流无损检测有限元分析D. 厦门大学, 2014.2杨玉娥,张文习. 碳纤维复合材料的无损检测综述J. 济南大学学报(自然科学版),2015,06:471-476.3李威,郭权锋. 碳纤维复合材料在航天领域的应用J. 中国光学,2011,03:201-212.4侯维娜,屈双惠. 涡流检测的现状及新进展J. 重庆工学院学报(自然科学版),2007,08:67-70.5沈真. 碳纤维复合材料在飞机结构中的应用J. 高科技纤维与应用,2010,04:1-4+24. 6张晓燕. 碳纤维、碳纤维复合材料的检测和研究D.首都师范大学,2008.7张毅. 碳/碳复合材料无损检测技术实验研究D.清华大学,2012. 8S.V. Panin,M.V. Burkov,P.S. Lyubutin,Yu.A. Altukhov,I.V. Shakirov Engineering Fracture Mechanics, 2014.9Qi

3、 ZHANG,Qiang GAO,Jin CAI Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014, Vol.24 (1) 测试与光电工程 学院 测控技术与仪器 专业类 110813 班学生（签名）： 日期： 自 2015 年3 月 09 日 至 2015 年 6 月26 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)：测控技术与仪器 系（室）主任（签名）： 学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进

4、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名： 日期：导师签名： 日期：碳纤维复合材料涡流检测方法研究 摘要：碳纤维复合材料由于其诸多的优越性能尤其是高比模量、高比强度在各个的领域受到越来越多的关注，特别是航空航天领域。然而，在生产制造和投入使用过程中不可避免地会产生缺陷。现阶段，碳纤维复合材料应用较多的无损检测方法为射线检测、超声检测、红外热成像检测等，取得了一定的效果但又各自存在着不足。传统的涡流检测较之有一定的优势，不仅可靠性高，且在探测时不需清除零件表面，可在不分解飞机的前提下，在外场对飞机进行原位探伤。然而，碳纤维复合材料涡流检测的研究还很少。本文基于这一现实情况，对碳纤维复合材料的涡流检测进行研究。本设计以含有疏松自然缺陷的碳纤维复合材料板材为样品进行涡流检测实验研究。实验在40K-200KHz的检测频率范围内对样品进行检测，研究合适的检测频率以及不同频率对缺陷信号的大小以及提离效应的影响。实验结果表明：涡流检测可用于对样品工件疏松自然缺陷的探伤；在实验探究范围内较为合适的检测频率为110K-150KHz；在探究频率范围内，缺陷信号和提离效应均随

5、着检测频率增大而增大。 关键词：碳纤维复合材料；无损检测；涡流检测。 指导老师签名：Study of Eddy current testing methods of carbon fiber composites Abstract: Due to its many advantages particularly high specific modulus and high strength, carbon fiber composite material get more attention in various fields,especially in aerospace.However, investment in the manufacturing and use of the process will inevitably produce flaws.At this stage, the carbon fiber composite material application of more NDT method-ray inspection, ultrasonic testin

6、g, infrared thermal imaging detection,and achieved some results but their lack of existence.Compared with those ,conventional eddy current testing has some advantages,not only high reliability, and upon detection without clearing parts of the surface,it can outfield testing of aircraft under the premise of the plane does not decompose.However studies of carbon fiber composite material is also very little eddy current testing.Based on this reality, eddy current testing of carbon fiber composites

7、were studied.In this study, carbon fiber composite panels that containing loose natural defect eddy current testing samples studied.Experiments in the 40K-200KHz frequency range testing samples for studying suitable detection frequency,the change of defect detection signal and lift-off effect at different frequencies . The results indicate:Eddy current testing can be used to detect the natural loose defect of the sample; more appropriate detection frequency is 110k-150KHz within the experimental

8、 range inquiry;the defect signal and the lift-off effect increased with increasing frequency of testing in exploring the range of frequencies.Keyword: Carbon fiber composite materials; NDT; Eddy Current Testing . Signature of Supervisor: 目录1 绪论11.1 选题的依据及意义11.2 碳纤维复合材料概述21.2.1 复合材料概述21.2.2 碳纤维复合材料简述31.2.3 碳纤维复合材料的应用简述31.3 无损检测技术概述41.3.1 涡流检测技术概述41.3.2 涡流检测的提离效应和趋肤效应61.4 碳纤维复合材料涡流检测的国内外研究现状71.5 本文研究内容92 碳纤维复合材料涡流检测的理论研究102.1 碳纤维复合材料的电磁特性102.2 碳纤维复合材料涡流检测的理论基础113 碳纤维复合材料涡流检测实验研究123.1 实验仪器及样品工件123.1.1 实验仪器123.1.

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