基于反射系数建模的层状 CFRP 超声共振特性研究

摘要：

对层状碳纤维复合材料（CFRP）超声反射系数进行建模并研究超声波在 CFRP 内的共振特性。首先建立了声波在多层介质中传播时的反射系数频响模型；在此基础上对多层 CFRP 反射系数频域响应进行数值计算并对反射系数频响随 CFRP 层数的变化特征进行分析；结果表明使用中心频率接近层状 CFRP 固有共振频率的超声探头进行检测时，超声波在层状 CFRP 中将产生共振现象；在 CFRP 层数较少时，共振结构噪声中会夹杂其他频率的信号成分。随着CFRP 层数增加，共振结构噪声在信号共振区域的占比将会提高；当 CFRP 层数增加到一定数量后，共振结构噪声将只在离超声波入射表面较近的区域出现；随着超声波远离入射表面，共振结构噪声将逐渐消失。最后对薄板型 CFRP 和厚截面 CFRP 的实验信号进行分析，得到的实验结果和数值计算结果相一致。

关键词：碳纤维复合材料、超声脉冲反射信号、反射系数、频域响应、共振

所属期刊栏目：35

分类号：TB532;V258(声学工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51075358；浙江省自然科学基金资助项目LY14E050013；浙江省‘仪器科学与技术’重中之重学科开放基金资助项目JL130112

在线出版日期：2016-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：147-154,165