[发明专利]碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法

说明书

本发明提供一种碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，包括如下步骤：获取Lamb对复合材料样本进行激励后的响应信号作为样本信号；利用所述样本信号对机器学习算法进行训练得到损伤判别模型；获取Lamb对待检测复合材料进行激励后的响应信号作为待判别信号；采用所述损伤判别模型与所述待判别信号对所述待检测复合材料的损伤结果进行判别。采用本发明中的方法可以无损伤的对碳纤维增强树脂基复合材料材料进行损伤检测，同时避免了人为主观意识影响，提高了碳纤维增强树脂基复合材料损伤检测的准确性。

技术领域

本发明涉及复合材料检测技术领域，技术领域，具体涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer,CFRP)具备质量轻、强度高、抗腐蚀能力强等优良特点，在航空航天、武器制备以及医疗器械等众多领域发挥着重要的作用。在使用过程中，CFRP受到复杂环境的影响，材料内部容易发生不可见的损伤，导致构件严重损坏甚至引发重大安全事故。所以CFRP结构损伤检测方法是CFRP结构安全运行的关键。损伤检测方式分为有损检测和无损检测。有损检测往往会对检测材料的结构造成不可逆的损伤，无损检测技术则不影响检测材料的内部结构或者使用的性能，所以现在主流的检测方式是无损检测。

目前损伤检测技术多种多样，例如漏磁检测、涡流检测、Lamb检测等。漏磁检测只适用于铁磁性材料缺陷检测。涡流检测只能检测金属材料的表面或近表面缺陷，不能检查金属材料深层的内部缺陷。Lamb检测具有测量范围广、检测精度高、简单易操作等特点，但是单一的Lamb波形不能做出有无损伤的判断。

发明内容

本发明旨在提供一种碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，以解决现有技术中单纯采用Lamb对CFRP进行激励，根据激励后的响应无法确定损伤结果的技术问题。

为此，本发明一些实施例提供一种碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取Lamb对复合材料样本进行激励后的响应信号作为样本信号；

利用所述样本信号对机器学习算法进行训练得到损伤判别模型；

获取Lamb对待检测复合材料进行激励后的响应信号作为待判别信号；

采用所述损伤判别模型与所述待判别信号对所述待检测复合材料的损伤结果进行判别。

本发明一些实施例中的碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，利用所述样本信号对机器学习算法进行训练得到损伤判别模型的步骤中：

所述机器学习算法为单类支持向量机算法。

本发明一些实施例中的碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，获取Lamb对复合材料样本进行激励后的响应信号作为样本信号的步骤包括：

将Lamb发射装置和Lamb接收装置水平放置在测试板上，复合材料样本置于所述Lamb发射装置和所述Lamb接收装置之间；

确定所述Lamb发射装置的发射角和所述Lamb接收装置的入射角；

采用探头接收所述Lamb接收装置接收到的Lamb波经复合材料样本后的响应信号。

本发明一些实施例中的碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，采用探头接收所述Lamb接收装置接收到的Lamb波经复合材料样本后的响应信号的步骤中还包括：

在所述探头和所述测试板之间加入耦合剂。

本发明一些实施例中的碳纤维增强树脂基复合材料的结构损伤检测方法，获取Lamb对待检测复合材料进行激励后的响应信号作为待判别信号的步骤包括：