[發明專利]一種復合材料板局部層間剝離位置檢測方法

有效

• 申請號: 201710607919.0
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107515247B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 沙剛剛;曹茂森;彭家意
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 朱小兵<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種復合材料板局部層間剝離位置檢測方法，步驟包括：量測復合材料板的振動變形；將振動變形代入板的剪應變公式得到剪應變；將二階混合偏導算子作用到剪應變得到剪應變二階混合偏導數；剪應變二階混合偏導數與多精度Spline函數卷積得到多精度剪應變二階混合偏導數；在多精度剪應變二階混合偏導數中根據是否出現奇異峰值判斷復合材料板局部層間剝離，并由峰值位置確定層間剝離位置。本發明可用于分析復合材料板的振動變形，進而判斷是否存在局部層間剝離并定位層間剝離；該方法采用物理意義明確的多精度剪應變二階混合偏導數作為損傷指標，不僅可以消除環境噪聲的影響，還能顯著加強損傷特征。

技術領域

本發明公開了一種復合材料板的損傷位置檢測方法，具體涉及板結構損傷檢測技術領域。

背景技術

復合材料板在沖擊作用下易產生微小局部層間剝離，這些微小局部層間剝離會持續擴展導致結構發生分層屈曲甚至整體失穩破壞。因此，及時、有效地診斷復合材料板微小沖擊局部層間剝離具有重要意義。目前，基于超聲波、電磁場、渦流等的局部無損檢測方法已被廣泛應用于復合材料板局部層間剝離檢測。但這些方法一般需要預知損傷的大致位置，且層間剝離位置須易于接近，這在實際應用中較難滿足。而基于復合材料板的振動變形，形成具有明確物理意義的多精度剪應變二階混合偏導數，并用于檢測復合材料板局部層間剝離的研究還未見報道。

基于超聲波、電磁場、渦流等的局部層間剝離檢測方法對于測試環境中的噪聲很敏感，在現場測試環境中，噪聲成分很可能掩蓋真實的局部層間剝離信息，影響檢測效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提出了具有明確物理意義的復合材料板局部層間剝離多精度剪應變混合偏導檢測因子，達到消除環境噪聲影響，同時加強損傷信息特征的目的。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提出一種復合材料板局部層間剝離位置檢測方法，具體步驟包括：

步驟一、量測復合材料板的振動變形，將振動變形代入板的剪應變公式得到剪應變；

步驟二、將二階混合偏導算子作用到剪應變得到剪應變二階混合偏導數；

步驟三、將剪應變二階混合偏導數與多精度Spline函數卷積得到多精度剪應變二階混合偏導數；

步驟四、在多精度剪應變二階混合偏導數中根據是否出現奇異峰值判斷復合材料板局部層間剝離，并由峰值位置確定層間剝離位置。

作為本發明的進一步優選方案，所述步驟一的具體計算方式如下：

(1)獲取復合材料板的振動變形w(x,y)；

(2)將w(x,y)代入板的剪應變公式得到剪應變γ_xy(x,y)：

其中，x、y、z分別為板的長度、寬度、厚度方向的坐標。

作為本發明的進一步優選方案，所述步驟二的具體計算方式如下：

將二階混合偏導算子作用到γ_xy(x,y)上，得到剪應變二階混合偏導數

作為本發明的進一步優選方案，所述步驟三的具體計算方式如下：

將與多精度Spline函數Sp_u,v,s(x,y)卷積：

Sp_u,v,s(x,y)＝s^-1Sp(x-u)/s,(y-v)/s)