题目：碳纤维复合材料超声特征成像检测研究

随着工程技术与材料科学的发展，对材料性能的要求越来越高。先进复合材料由于性能优良，已成为一种极其重要的工程材料。碳纤维增强复合材料是由较强的、脆性的、高模量的纤维和较弱的、韧性的、低模量的基体所组成的增强型结构材料。由于它能发挥材料的综合优良性能，以其密度小，比强度和比模量高以及耐高温高压和抗疲劳性能好等优点而被认为是航空航天等工业的较理想的新材料。针对碳纤维复合材料在航空航天等各种领域的广泛应用，以及对复合材料中出现的缺陷的定性分析研究还不完善等现状，本课题采用国内先进的复合材料检测系统-特征扫描成像系统，对复合材料最普遍出现的缺陷-分层进行深入的分析和研究，从而确定分层缺陷的特征，以便可以在以后的检测过程中可以快速准确地对分层缺陷进行定性。对检测结果进行多种形式的扫描成像，通过适当的判定条件，实现缺陷的自动判断和识别。超声特征扫描成像技术通过对超声信号的全波列采集和存储，从超声信号本身以及材料缺陷两方面着手进行特征提取和分析成像，能全面分析材料，以彩色成像方式直观地给出材料内部信息，配合以自动扫查装置，在工业检测领域实现自动检测，有重要的意义。该系统实际应用于工业部门的层状薄壁复合材料缺陷检测，得到了用户的高度评价。论文主要工作如下：研制了应用于复合薄板检测所用的宽带窄脉冲超声换能器，具有很高的分辨率和信噪比，可以精确地检测材料中缺陷尺寸进行密度分析。将超声特征成像扫描技术应用于层状复合薄板的缺陷检测。通过对超声检测信号的全波列采集和对任意检测点波形特征全信息处理，实现了多种特征扫描成像检测方法：A扫描、B扫描、C扫描成像、相位特征成像、当量特征成像等。实验结果准确的反映了样品内部的质量状况。