[發明專利]碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法

在審

• 申請號: 202110498758.2
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113325073A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 路士增;馬宗賢;王孝紅;于宏亮;袁鑄鋼;孟慶金;景紹洪;張強;蔣萍;劉釗;黃冰;張榮豐
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明提供一種碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，包括如下步驟：獲取Lamb對復合材料樣本進行激勵后的響應信號作為樣本信號；利用所述樣本信號對機器學習算法進行訓練得到損傷判別模型；獲取Lamb對待檢測復合材料進行激勵后的響應信號作為待判別信號；采用所述損傷判別模型與所述待判別信號對所述待檢測復合材料的損傷結果進行判別。采用本發明中的方法可以無損傷的對碳纖維增強樹脂基復合材料材料進行損傷檢測，同時避免了人為主觀意識影響，提高了碳纖維增強樹脂基復合材料損傷檢測的準確性。

技術領域

本發明涉及復合材料檢測技術領域，技術領域，具體涉及一種碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法。

背景技術

碳纖維增強樹脂基復合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer,CFRP)具備質量輕、強度高、抗腐蝕能力強等優良特點，在航空航天、武器制備以及醫療器械等眾多領域發揮著重要的作用。在使用過程中，CFRP受到復雜環境的影響，材料內部容易發生不可見的損傷，導致構件嚴重損壞甚至引發重大安全事故。所以CFRP結構損傷檢測方法是CFRP結構安全運行的關鍵。損傷檢測方式分為有損檢測和無損檢測。有損檢測往往會對檢測材料的結構造成不可逆的損傷，無損檢測技術則不影響檢測材料的內部結構或者使用的性能，所以現在主流的檢測方式是無損檢測。

目前損傷檢測技術多種多樣，例如漏磁檢測、渦流檢測、Lamb檢測等。漏磁檢測只適用于鐵磁性材料缺陷檢測。渦流檢測只能檢測金屬材料的表面或近表面缺陷，不能檢查金屬材料深層的內部缺陷。Lamb檢測具有測量范圍廣、檢測精度高、簡單易操作等特點，但是單一的Lamb波形不能做出有無損傷的判斷。

發明內容

本發明旨在提供一種碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，以解決現有技術中單純采用Lamb對CFRP進行激勵，根據激勵后的響應無法確定損傷結果的技術問題。

為此，本發明一些實施例提供一種碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取Lamb對復合材料樣本進行激勵后的響應信號作為樣本信號；

利用所述樣本信號對機器學習算法進行訓練得到損傷判別模型；

獲取Lamb對待檢測復合材料進行激勵后的響應信號作為待判別信號；

采用所述損傷判別模型與所述待判別信號對所述待檢測復合材料的損傷結果進行判別。

本發明一些實施例中的碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，利用所述樣本信號對機器學習算法進行訓練得到損傷判別模型的步驟中：

所述機器學習算法為單類支持向量機算法。

本發明一些實施例中的碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，獲取Lamb對復合材料樣本進行激勵后的響應信號作為樣本信號的步驟包括：

將Lamb發射裝置和Lamb接收裝置水平放置在測試板上，復合材料樣本置于所述Lamb發射裝置和所述Lamb接收裝置之間；

確定所述Lamb發射裝置的發射角和所述Lamb接收裝置的入射角；

采用探頭接收所述Lamb接收裝置接收到的Lamb波經復合材料樣本后的響應信號。

本發明一些實施例中的碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，采用探頭接收所述Lamb接收裝置接收到的Lamb波經復合材料樣本后的響應信號的步驟中還包括：

在所述探頭和所述測試板之間加入耦合劑。

本發明一些實施例中的碳纖維增強樹脂基復合材料的結構損傷檢測方法，獲取Lamb對待檢測復合材料進行激勵后的響應信號作為待判別信號的步驟包括：