1、碳纤维复合材料涡流检测方法研究碳纤维复合材料涡流检测方法研究 班级：班级：姓名：姓名：指导老师：指导老师：大纲大纲 一：选题的背景及意义一：选题的背景及意义 二：课题的重点及难点二：课题的重点及难点 三：碳纤维复合材料涡流检测理论研究三：碳纤维复合材料涡流检测理论研究 四：实验主要方案及步骤四：实验主要方案及步骤 五：实验数据分析与处理五：实验数据分析与处理 六：实验结论六：实验结论 一：选题的依据及意义一：选题的依据及意义 碳纤维复合材料由于其诸多的优越性能尤其是高碳纤维复合材料由于其诸多的优越性能尤其是高比模量比模量、高比强度在各个的领域受到越来越多的高比强度在各个的领域受到越来越多的关注
2、关注，特别是航空航天领域特别是航空航天领域。现阶段现阶段，碳纤维复合材料应用较多的无损检测方碳纤维复合材料应用较多的无损检测方法为射线检测法为射线检测、超声检测超声检测、红外热成像检测等红外热成像检测等，取得了一定的效果但又各自存在着不足取得了一定的效果但又各自存在着不足。涡流检测较其他检测方法有一定的优势涡流检测较其他检测方法有一定的优势，但是目但是目前的研究还很少前的研究还很少，本文基于这一现实情况对碳纤本文基于这一现实情况对碳纤维复合材料进行涡流检测方法研究维复合材料进行涡流检测方法研究。二：课题的重点及难点二：课题的重点及难点 2 2.1 1 课题重点课题重点 课题重点是碳纤维复合材料
3、涡流检测的实验课题重点是碳纤维复合材料涡流检测的实验可行性理论研究可行性理论研究，实验主要的研究内容实验主要的研究内容、方法及步方法及步骤骤。2 2.2 2 课题难点课题难点 课题难点是实验主要参数的设定课题难点是实验主要参数的设定，实验数据实验数据的处理及分析的处理及分析。三：碳纤维复合材料涡流检测理论研究三：碳纤维复合材料涡流检测理论研究 3 3.1 1 涡流检测原理：当载有交变涡流检测原理：当载有交变电流的试验线圈靠近导体试件时电流的试验线圈靠近导体试件时，线圈产生的交变磁场会在导体中线圈产生的交变磁场会在导体中感生出涡流感生出涡流（感应电流感应电流）。涡流涡流的大小的大小、相位以及流动
4、形式都会相位以及流动形式都会受到试件性能和有无缺陷的影响受到试件性能和有无缺陷的影响，而感生出的涡流的反作用磁场又而感生出的涡流的反作用磁场又会使线圈的阻抗发生变化会使线圈的阻抗发生变化。因此因此，通过测定试验线圈阻抗的变化通过测定试验线圈阻抗的变化，可以间接地推断出被检试件的性可以间接地推断出被检试件的性能的变化以及有无缺陷的结论能的变化以及有无缺陷的结论。3 3.2 2碳纤维复合材料涡流检测理论基础：碳纤维复合材料涡流检测理论基础：碳纤维复合材料具有导电性碳纤维复合材料具有导电性，当载有交变电流的试验线当载有交变电流的试验线圈靠近碳纤维复合材料样品时圈靠近碳纤维复合材料样品时，线圈产生的交
5、变磁场会在样线圈产生的交变磁场会在样品中感生出涡流品中感生出涡流。涡流的大小涡流的大小、相位及流动形式受到样品性相位及流动形式受到样品性能及有无缺陷的影响能及有无缺陷的影响，而涡流的反作用磁场又使线圈的阻抗而涡流的反作用磁场又使线圈的阻抗发生变化发生变化。因此因此，通过测定实验线圈阻抗的变化通过测定实验线圈阻抗的变化，便能分析便能分析判断出被检样品的变化及有无缺陷的结论判断出被检样品的变化及有无缺陷的结论。四：实验主要方案及步骤四：实验主要方案及步骤 主要方案及步骤 主要实验步骤 主要研究内容 仪器及样品选择、仪器的调试 对样品工件进行超声检测预检 对样品进行涡流检测并保存数据 实验可行性及合
6、适的检测频率 不同的检测频率对缺陷信号的影响 不同的检测频率对提离效应的影响 EEC35+多频涡流检测仪 EEC35多频涡流检测仪专用笔试探头 碳纤维复合材料样品工件 超声对比试验实物图 检测仪硬件连接、开机进入 操作界面、进入EEC-35+软件 选择“布局”主菜单下“四阻抗平面图”参数栏的设置 报警参数的设置 样品工件的扫查检测及 数据保存 EEC-35+进行涡流检测主 要步骤 五：实验数据分析与处理五：实验数据分析与处理 标号第3处缺陷超声检测 实物图 标号第11处缺陷超声检测 实物图 样品板材缺陷标号实物图 100K的检测频率下标号为3处的缺陷波形 100K的检测频率下标号为3处的缺陷波
7、形时基部 分放大图 100K检测频率下的缺陷信号矢量图 100K检测频率下缺陷X轴时域图 100K检测频率下缺陷Y轴时域图 100K检测频率下第三处缺陷信号矢量 图 提离实验实物图 100K的检测频率时提离实验波形图 100K检测频率下提离实验信号矢量 图 检测频率100K时第二块膜片信号矢 量图 各频率下找出的缺陷个数及位置对应总结表 各频率下标号第3处缺陷信号矢量图幅值统计表 020406080050100150200250频率（KHz）各频率下标号第3处缺陷信号矢量图幅值折线 图 各频率下标号第3处缺陷信号矢量图与X轴所成 相位角统计表 各频率下标号为第3处缺陷信号矢量图相位角折线 图
8、各频率下三种膜片的信号矢量图幅值统计表 各频率下三种膜片信号矢量图幅值折线图 六：实验结论六：实验结论 涡流检测可用于该碳纤维复合材料的样品工件的疏松自然涡流检测可用于该碳纤维复合材料的样品工件的疏松自然缺陷的检测缺陷的检测 在检测频率在检测频率4040K K-200200KHzKHz检测频率范围内检测频率范围内，较为合适的检测较为合适的检测频率为频率为110110K K至至150150KHzKHz 缺陷的信号矢量图幅值及相位随着检测频率的增加而增大缺陷的信号矢量图幅值及相位随着检测频率的增加而增大即检测频率越高即检测频率越高，检测灵敏度越高检测灵敏度越高，因此检测时在能满足因此检测时在能满足检测深度的条件下尽量提高检测频率检测深度的条件下尽量提高检测频率 提离效应随着检测频率的提高或膜片厚度的增加越明显提离效应随着检测频率的提高或膜片厚度的增加越明显，检测时应在满足检测灵敏度的条件下尽量减小检测频率避检测时应在满足检测灵敏度的条件下尽量减小检测频率避免提离效应带来的检测误差免提离效应带来的检测误差，同时涡流检测也可用于对产同时涡流检测也可用于对产品的膜层厚度的测量品的膜层厚度的测量 汇报完毕，敬请各位老师批评指正，谢谢！
