5。2 复合材料板的缺陷检测 38

5。2。1 无缺陷损伤 38

5。2。2 裂纹缺陷 39

5。2。3 圆孔缺陷 40

5。3 检测结果分析对比 41

5。4 本章小结 42

第六章 结论与展望 43

6。1 本文的工作和结论 43

6。2 研究展望 44

致 谢 46

参考文献 47

本科期间发表的论文与参研的课题 51

第一章 绪论

1。1 项目概述

1。1。1 项目来源

本学位论文课题源自于江苏科技大学本科生创新计划项目“一种新的纤维增强型 复合材料缺陷检测的方法研究”，江苏省工程力学分析重点实验室（东南大学）开放 基金 A 类项目“考虑温度影响的斜拉桥斜拉索损伤识别研究(LEM16A09)”课题的拓 展。论文网

1。1。2 项目研究的背景及意义

随着科学的飞速发展和技术的不断进步，各种复合材料竞相问世，并越发完备， 成为诸多行业的必备材料。复合材料拥有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、 耐化学腐蚀及耐候性好等特点，已逐步取代木材与金属合金，广泛应用于航空航天、 船舶、车辆、建筑、桥梁、电气电子、风电等领域[1]。

然而，复合材料在生产和使用过程中，其结构会在各种外在因素的影响下不可避 免的受到拉压、冲击及疲劳等一种或多种损伤，而这些损伤随着时间的积累，会在结 构的表面或者内部产生裂纹，裂纹的生长和迅速扩展会导致结构的健康被破坏，这将 威胁其安全可靠性，甚至会造成无法挽回的严重后果。在 1988 年发生 B737 客机空难， 给大家留下深刻的教训（如图 1。1(a)所示）。原因是缺陷导致的断裂造成的。2002 年， “威望号”油轮在西班牙西北部海域搁浅下沉事件（如图 1。1(b)所示）。究其原因是 由于裂纹损伤未能及时被发现，最终导致结构总体承载能力降低乃至完全失去而造成 的。

a )  飞机空难

b )  油轮沉没 图 1。1 事故图片

因此，针对复合材料的应用现状，利用快速有效的检测技术，对各种复合材料进 行缺检测，及时发现影响结构可靠性的初始缺陷对保证和提高产品质量、降低产品生 产成本以及保障在役设备安全具有极其重要的意义。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 导波在复合材料中的数值研究进展

1。2。2 导波检测在复合材料中的实验研究进展

1。3 本文的主要研究工作

本文针对复合材料板，采用数值模拟与实验相结合的方法，对某纤维增强型复合 材料——玻璃钢板缺陷的超声导波检测进行分析研究。利用有限元软件 ANSYS 模拟 Lamb 波传播，并在玻璃钢板模型中设置不同位置、不同类型和不同大小、不同数目 的缺陷，数值模拟超声导波对它们的检测；搭建超声导波实验平台，通过实验获取导 波的单一模态检，并对玻璃钢板中的缺陷进行测试分析。

本文主要章节如下： 第一章为绪论，阐述了项目来源及研究背景与意义，分析了国内外超声导波无损

检测在复合材料板中检测技术概况。 第二章介绍了复合材料的概念及种类，其中详尽介绍了玻璃钢材料及其特点，同