樊程广,潘孟春,罗飞路,罗诗途,谭项林

(国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙 410073）

0 引 言

纤维增强树脂基复合材料是应用最为广泛的复合材料,具有一系列的优良性能,因此在航空工业领域得到了广泛的应用,尤其是在飞机的制造上,典型应用如直升机桨叶[1-2].在纤维增强树脂基复合材料广泛应用的同时,人们对其性能的无损检测和评估也在同步进行.声学性能是评价材料的重要指标,从不同的角度来看,材料的机械性能和显微结构等都能够利用声学性能来表征,因此准确测量材料声学性能是一个关键的问题[3].在复合材料的无损检测技术中,超声检测具有灵敏度高、穿透能力强、检测速度快等优点,因此发展最快、应用最广泛[4-6].

19世纪末20世纪初,德国著名数学家David Hilbert提出了Hilbert变换方法,目前,该方法已经广泛应用于各工程领域.例如,Hilbert变换用于故障诊断[7]、信号解调[8]、时频分析[9]、电压闪变测量[10]等.Hilbert变换方法既能克服傅里叶变换方法分辨率低的缺点,又能同时克服在小波变换方法中需要选择小波基的困难和小波变换后信号能量泄露的缺点,因此,将Hilbert变换引入复合材料声学性能的测量是一个有意义的研究方向[11].

本文首先详细介绍了Hilbert变换原理和声学性能测量原理,然后利用Hilbert变换对实测的超声回波信号进行分析,进而求得材料相关声学性能参数,并对不同种类的复合材料进行对比评估.

1 原 理

1.1 Hilbert变换

1.1.1 超声回波信号的数学……