超声导波与蜂窝芯体压溃损伤相互作用研究及其在蜂窝复合材料夹芯板无损检测中的应用

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蜂窝复合材料夹芯板（HCSP）广泛应用于航空航天、汽车、风力叶片和海洋船体等结构制造。尽管应用广泛且优势明显，蜂窝芯体在生产和运行过程中易发生损伤，且这些损伤可能在面板表面不可见。本研究采用超声导波（GW）传播技术对存在芯体压溃损伤的蜂窝复合材料夹芯板进行了鲁棒可靠的无损检测评估。建立了二维半解析模型，用于理解HCSP中的色散特性并识别信号中导波传播的各种模式。利用Abaqus进行了大量数值模拟，研究导波与芯体压溃损伤的相互作用。研究中采用了两种数值模型（包含压溃芯体和空腔的真实模型，以及仅包含空腔的简化模型），并通过接触式换能器进行了实验验证。HCSP中芯体压溃损伤的存在会增加主反对称模式的振幅和群速度，该特性被用于HCSP中压溃区域的定位。最后，提出了基于信号差分系数的损伤检测算法，可成功定位监测区域内的芯体压溃区域。与文献中其他研究不同，本研究证明了简化数值模型在研究导波与芯体压溃缺陷相互作用中的实用性，并通过实验验证了该无损检测技术在HCSP芯体压溃缺陷定位中的有效性。

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