本發(fā)明涉及無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜型面蜂窩夾層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷檢測方法。

背景技術(shù)：

蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料的一種特殊類型。由于這種輕型結(jié)構(gòu)材料具有最優(yōu)比強(qiáng)度、比剛度、最大抗疲勞性能、表面平整光滑等特點(diǎn),已在中國航天領(lǐng)域得到較為廣泛地應(yīng)用。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是由3種基本材料組合而成的復(fù)合材料,這為結(jié)構(gòu)人員提供了廣泛改變參數(shù)以滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的可能性。目前在型號中最常用的為鋁面板-鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、碳纖維面板-鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、玻璃鋼面板-玻璃鋼蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、凱芙拉纖維面板-Nomex蜂窩夾層結(jié)構(gòu)等,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,外形尺寸精度要求高、工序內(nèi)容多、研制周期長。其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)在研制、試驗(yàn)、裝配和搬運(yùn)過程中容易出現(xiàn)各種損傷。

在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程中，為了確定其技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，都會通過不同的無損檢測手段來檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，以確保產(chǎn)品的最終質(zhì)量。由于復(fù)雜型面蜂窩夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對波的分散損耗方式復(fù)雜多變，造成損傷檢測困難的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)雜型面蜂窩夾層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷檢測方法，采用Lamb波作為導(dǎo)波，通過A0和S0兩種模型波的材料損傷造成的損耗能量測試分析，并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一個反復(fù)的過程訓(xùn)練，使得誤差信號達(dá)到所期望的要求，實(shí)現(xiàn)快速智能高效地辨別材料損傷及其損傷程度。

本申請所采用的技術(shù)方案為：一種復(fù)雜型面蜂窩夾層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷檢測方法，包括以下步驟：

S1、單一被測試樣布置扇形分布接收信號點(diǎn)，標(biāo)記為S1…Sn，將Si激發(fā)信號源布置在扇形軸心上，由于蘭姆波分為對稱型(S型)和非對稱型(A型)，對稱型(S波，擴(kuò)展波)蘭姆波的特點(diǎn)是薄板中心質(zhì)點(diǎn)作縱向振動，上下表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動、振動相位相反并對稱于中心；非對稱型(A型，彎曲波)蘭姆波特點(diǎn)是薄板中心質(zhì)點(diǎn)作橫向振動，上下表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動、相位相同，不對稱；

S2、根據(jù)復(fù)合材料Lamb波傳播頻率與速度曲線，頻率范圍在300khz-500khz時，得到A0和S0兩種模型波；

S3、重復(fù)多個試樣進(jìn)行試驗(yàn)，分別對接收波的A0和S0樣本進(jìn)行BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，通過一個反復(fù)的過程使得誤差信號達(dá)到所期望的要求，尋找在概率上置信水平在95％時的置信區(qū)間[C1,C2]，實(shí)現(xiàn)自動判斷材料的損傷狀況。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的激發(fā)信號源的頻率范圍300khz-500khz，幅值范圍5V-10V。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)路學(xué)習(xí)規(guī)則是使用梯度下降法，通過反向傳播來不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，使網(wǎng)絡(luò)的誤差平方和最??；這種網(wǎng)絡(luò)由輸入節(jié)點(diǎn)，一層或多層隱含節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)組成，各層之間依次傳遞信息，對于輸入信息，先傳播到隱含層節(jié)點(diǎn)上去，經(jīng)過各單元激活函數(shù)的運(yùn)算后，把隱含節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果傳遞給輸出節(jié)點(diǎn)，最后由輸出節(jié)點(diǎn)輸出結(jié)果，當(dāng)實(shí)際輸出值與期望的輸出值存在誤差時，誤差就通過原來的傳遞路線返回，通過修改各層神經(jīng)元的權(quán)值，然后再進(jìn)行計(jì)算輸出結(jié)果，通過這么一個反復(fù)的過程使得誤差信號達(dá)到所期望的要求。

本申請實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

采用Lamb波作為導(dǎo)波，通過A0和S0兩種模型波的材料損傷造成的損耗能量測試分析，并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一個反復(fù)的過程訓(xùn)練，使得誤差信號達(dá)到所期望的要求，實(shí)現(xiàn)快速智能高效地辨別材料損傷及其損傷程度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的檢測貼片示意圖；

圖2是本發(fā)明的BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1-圖2所示，本實(shí)施例所述的一種復(fù)雜型面蜂窩夾層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷檢測方法，包括以下步驟：

S1、單一被測試樣布置扇形分布接收信號點(diǎn)，標(biāo)記為S1…Sn，將Si激發(fā)信號源布置在扇形軸心上，由于蘭姆波分為對稱型(S型)和非對稱型(A型)，對稱型(S波，擴(kuò)展波)蘭姆波的特點(diǎn)是薄板中心質(zhì)點(diǎn)作縱向振動，上下表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動、振動相位相反并對稱于中心；非對稱型(A型，彎曲波)蘭姆波特點(diǎn)是薄板中心質(zhì)點(diǎn)作橫向振動，上下表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動、相位相同，不對稱；

S2、根據(jù)復(fù)合材料Lamb波傳播頻率與速度曲線，頻率范圍在300khz-500khz時，得到A0和S0兩種模型波；

S3、重復(fù)多個試樣進(jìn)行試驗(yàn)，分別對接收波的A0和S0樣本進(jìn)行BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，通過一個反復(fù)的過程使得誤差信號達(dá)到所期望的要求，尋找在概率上置信水平在95％時的置信區(qū)間[C1,C2]，實(shí)現(xiàn)自動判斷材料的損傷狀況。

其中，在本實(shí)施例中，所述的激發(fā)信號源的頻率范圍300khz-500khz，幅值范圍5V-10V。

其中，在本實(shí)施例中，所述的BP神經(jīng)網(wǎng)路學(xué)習(xí)規(guī)則是使用梯度下降法，通過反向傳播來不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，使網(wǎng)絡(luò)的誤差平方和最??；這種網(wǎng)絡(luò)由輸入節(jié)點(diǎn)，一層或多層隱含節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)組成，各層之間依次傳遞信息，對于輸入信息，先傳播到隱含層節(jié)點(diǎn)上去，經(jīng)過各單元激活函數(shù)的運(yùn)算后，把隱含節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果傳遞給輸出節(jié)點(diǎn)，最后由輸出節(jié)點(diǎn)輸出結(jié)果，當(dāng)實(shí)際輸出值與期望的輸出值存在誤差時，誤差就通過原來的傳遞路線返回，通過修改各層神經(jīng)元的權(quán)值，然后再進(jìn)行計(jì)算輸出結(jié)果，通過這么一個反復(fù)的過程使得誤差信號達(dá)到所期望的要求。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。