基于稀疏重构的蜂窝夹层复合材料板中Lamb 波传播特性估计方法
2021-11-09姬鼎丞王军伟
航天器环境工程 2021年5期
高 飞,姬鼎丞,韩 潇,王军伟,綦 磊,林 京
(1. 北京航空航天大学 可靠性与系统工程学院,北京 100191; 2. 北京卫星环境工程研究所,北京 100094;3. 北京航空航天大学 宁波创新研究院,宁波 315832)
0 引言
蜂窝夹层复合材料由两块高强度复合材料面板和中间蜂窝芯层黏结固化而成,具有比强度高、抗疲劳能力强、隔振降噪性能好等优势,广泛应用于航天器结构本体和承力部件的制造。然而,由于制造工艺复杂、服役环境严苛以及工况条件多变等因素,蜂窝夹层复合材料表面及其内部易产生裂纹、分层、脱粘等不易辨识的损伤,给航天器装备的结构完整性和可靠性带来巨大隐患。
随着航天装备结构的日益大型化和复杂化,传统结构健康监测和无损伤检测方法在检测效率、对损伤敏感性和损伤评估等方面难以满足当前的结构检查要求。而超声Lamb 波是在薄壁结构中传播的一种弹性波,具有能耗低、传播距离远、对结构内部和表面损伤均敏感、一次传播可捕获传播路径中的结构信息等优势,可适应大型航天器装备结构的在线监测和离线诊断需求。超声导波检测在复合材料损伤的诊断、定位、成像和评估等方面取得了一系列进展,然而上述应用均需要先验的导波传播特性曲线作为算法基础。
对于复杂复合材料结构,受加工工艺、服役环境及物理模型等影响,其理论参数难以准确匹配实际结构,此时经典的Rayleigh-Lamb 方程求解频散曲线方法将不再适用。因此,理论求解和有限元仿真方法难以获取与实际相符的导波传播特性曲线。……
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