如何用超声波衰减来测量复合材料的强度

来源：时间：2023-01-10

如何通过测量超声波衰减来确定碳纤维增强塑料孔隙含量。研究发现，层间剪切强度与声波衰减有很强的相关性。衰减随着频率升高而增大。如果将他们得到的数据重新绘制成不同孔隙含量百分比下的衰减谱(见图9-37)会发现，d/df值随着孔隙率增加(强度降低)而增大。这说明曲线的斜率还可以用来估计剪切强度。

Vary[35]定义了一个由超声波参量计算得出的应力波因子( stress wave factor)，该因子与石墨聚合物复合板的层间切应力密切相关。应力波因子是由以下方法获得的测量结果计算所得。采用一个由电激发的宽带发射探头来发射超声波重复脉冲(重复频率=r)。每个脉冲产生一个模拟应力波，具有声发射信号的特征。模拟应力波会受一些因素影响，这些因素会改变探头激发区域增长的实际应力波。在离探头一定距离处置一波导管，将纵波导入一宽带声发射探头。计数器用于记录每次脉冲发生时幅度高于门槛值的振荡次数n。如果用g表示计数器置零复位(resets)之间的时间间隔，则有

该参数可作为应力波传播效率的度量。作为层间剪切强度的指示，应力波因子直接正比于强度。
接收信号的频谱显示出一个强峰值，据分析该峰值与板的谐振有关。随着板中孔隙百分比的增加，峰值高度降低。
Tamburelli利用超声波评价钢板层状撕裂的敏感性。尽管撕裂的敏感性与一些超声波参量有关，但与衰减-频率曲线的斜率并无关系(测量频率相距很近，为14MHz与18MHz)。

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