外文翻译-玻璃聚酯复合材料的超声检测方法

XX大学毕业设计文献翻译与原文题目： 玻璃聚酯复合材料的超声检测方法 学 院： 测试与光电工程学院专业名称： 测控技术与仪器班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二Oxx 年 四 月 玻璃聚酯复合材料的超声检测方法G. Wrbel, . Wierzbicki*金属处理部门与复合物工程研究所材料和生物材料，机械工程学院，西里西亚工业大学，UL。konarskiego 18A，44-100格利维策，波兰*通讯作者：电子邮件地址：lukasz.wierzbickipolsl.pl15.11.2006收到30.10.2006修订摘要目的：该工作的目的是要找到的超声波波速和强度与杨氏模量之间在玻璃-聚酯复合物中的关系。设计/方法/办法：实验是在三个不同的阶段进行的。在第一阶段，典型的玻璃聚酯复合材料进行老化得到不同的机械性能。在第二阶段，复合材料的强度和超声性能的测试。最后阶段我们比较性能的改变。结论：实验结果表明超声波速度和强度与杨氏模量之间的关系。研究限制/问题：在这些应用中，其中在聚合物结构复合材料加载一种热载荷和机械载荷，它是测试在无损使用的复合材料强度的基本特征方法。这使得结构的同步状态检查和使人们有可能取代二评价量表（好-坏）不断等级强度退化尺度材料。实践意义：本研究结果表明超声法的可能性对复合材料强度变化的诊断。该方法允许不破坏地检测机器工作部分或建筑。创新/价值：调查的结果可以确认，超声波可以用于强度和杨氏模量变化的无损检测。关键词：复合材料；工程塑料；性能；无损检测1. 引言纤维增强复合材料正在越来越多地使用取代传统的材料，主要是因为他们高的比强度，比刚度和可裁剪的特性。此外，复合材料的粘弹特性使它们适用于高性能结构的应用航空航天，船舶，汽车，等。然而，这些材料完全不同于金属因为前者表现出完全不同的特有的失效模式（基体开裂，分层，纤维由于脱粘破坏和界面粘结破坏）和在细观力学的相互作用1,2。无损检测方法是一个动态发展的最一般的诊断和科学分支。在这些应用中，其中聚合物结构复合材料受到热载荷和机械载荷，它是测试中使用的复合材料强度的无损检测方法的基本特征。这使得结构的同步状态检查和使人们有可能取代二价评估量表（好-坏）的不断等级强度退化尺度材料 3 。基于速度和超声波传播的样品体积吸收系数的测量，体积波动声学方法可以获得各种有关物质的结构数据。在固体中原子的相互作用取决于速度和超声波的吸收系数，分子或分子组。实际上，在物质结构的每一个变化导致在相互作用的变化在振动振荡器，其次是通过超声波传播的变化参数。除了微观结构的变化，材料的声学特性也可以通过降解由工作条件对结构引起的影响积累微损害 3 。微损伤的积累问题的说明过程中复合材料创造了效率的基础在负载能力磨损评估过程超声波诊断的复合材料。本文是试图确定负载容量劣化程度和超声波玻璃聚酯复合材料传播特性变化之间的依赖关系。 探头的位置毫米 探头的位置毫米图1.同一人工缺陷回波包络线的形状：a）在钢，b）在碳纤维增强环氧树脂 13 1.1.对复合材料的超声波检测超声波测试对象的过程包括向被检对象发射超声波，移动探头扫描被检对象表面和检测超声波在被检对象中产生的信号（脉冲）。在这种试验的基本规则是知道超声波参数测量值（例如，超声波速度）和一种复合材料内部结构测试的性能（例如，在放大相含量）之间的依赖关系。超声参数与复合材料结构性能之间的依赖关系的通常凭经验确定，根据测量的标准样品的精确定义和已知的结构参数 4 。有检测功能的超声波特征参数是 5,6,7,8,9 ：-传播速度C-振幅阻尼系数-运动阻尼因子该方法以测量经过波的速度，作为测量元件的厚度，是基于相同的测试装置。大多数探伤仪能够测量波穿过材料的时间，并基于波传播的多快的知识，也就是样本的厚度。大部分时间，用回波和单或双探头进行测量。双探头用于带有弯曲、缺损的对象或者被腐蚀的表面10, 11, 12。复合材料测试与钢的测试作比较，由于材料特性的不同，结果是不同的超声波脉冲图像。图一显示同一缺陷在钢和碳纤维复合材料动态回波包络线示意图。例子b）很难区分从那些通过减少材料系数中的局部差异引起的缺陷回波振幅的变化 13 。在超声检测程序，专家建议使用的变换的方法，特别是不均匀的材料或对于那些受腐蚀影响的过程。然而，这种方法需要使用的一组相对导向探头。被检对象结构并不总是给予双向探测。这些缺点由容易理解和探伤结果的重复性来平衡。表一.复合成分 名称 密度或成分 比例 树脂 Polimal 1051.3 g/cm3在凝胶时间测试中常用比例（20分钟） 催化剂 钴催化剂4%溶液 结构 STR 010-300-125300 g/m239层织物在测试层压板2. 实验测试的对象是手工制作玻璃聚酯层压板。层压板组成如表1所示。样品尺寸是250 x20x8毫米。2.1复合物老化假定由水组成的环境条件下测试。在测试过程中,假设温度是一个常数。条件被满足,除了温度上升的一小段时间(3小时)。老化的过程是在沸腾的海水温度下进行的。特定温度的选择基于那个证明复合物沸腾两个小时等同于在室温下浸渍三个月的Rawe制定相关的专业文献15。测试分为四个系列。每个系列都有不同测量时间点,分别为48,96、192和288小时。测试时间0点设定为参照。一半的样品是变形体。在这三个配置点的偏转是3毫米。 图二.样品变形体示意图伴随老化时间强度增加可明显看见多个白色斑点和分层现象。2.2强度和密度测试复合材料的强度测试是根据PN-EN ISO 141125标准即:“塑料复合材料加入纤维目的是增强弯曲性能。”进行的。密度的改变是根据PN-EN ISO 62标准即:“加入塑料增强吸收能力。”的方法论进行的。样品是被读数精度0.001 g的分析天平称重的。测量是在样品老化之前和从腐蚀液中取出样品后不超过三十分钟的一段时间进行的。2.3超声检测在测试过程中，采用超声波测试工作站，其中包括：PC类计算机，12通道超声波卡1兆赫13探头unipan 1ln。这探头产生纵波。工作站是用来测量波的传播速度与声衰减系数。在将材料样品放置于超声头之间后采用基于通过耦合中心的信号幅值变化的还原测量方法。3. 检测结果强度和密度测试结果在表2和表3。测量结果进行统计学处理。强度相关变化与材料声学特性描述方程（R因子：73.3%，图3。）：f = 261, 212 0,00064 C2r + 0,00001 (C2r)2 (1)杨氏模量相关变化与材料声学特性描述方程（R因子：71.9%，图4。）：E = 23417,24 0,0031 C2r + 0,00001 (C2r)2 (2)其中：C样品中超声波传播速度r-层板密度，f -强度，E-杨氏模量表二.样品的变形试验结果测量时间点质量密度的变化r%强度变化f %杨氏模量变化E%48时0,50635,24715,39596时1,29355,46226,933192时2,08568,02735,787288时2,46676,44844,716表三.不变形的样品的测试结果测量时间点质量密度的变化r%强度变化f %杨氏模量变化E%48时0,36919,1364,29996时1,22946,11419,066192时1,93065,38826,263288时2,21870,95432,145 图三.强度相关变化与声学特性和密度 图四.杨氏模量相关变化与声学性能和密度4. 结论成功的定义明显依赖被检复合材料的强度和其声学性能退化的条件给出了材料声学性能变化和强度或杨氏模量退化等级之间的一个检测描述为出发点的关系。在持续降解条件下的剩余材料的声学性能值达到实际降解期间的统计估值和材料的剩余极限强度值。可以认为在玻璃聚酯复合材料试验中获得数据的这种方法的实用性测试在聚合物复合材料类，尤其是千篇一律的材料具有较高的同质性和更频繁的重复性的材料特性被广泛证实。5. 参考文献1 R. Chandra, S.P. Singh, K. Gupta, Damping studies in fiberreinforced composites - a review. Composite Structures 46 (1999) 41-51.2 L.A. Dobrzaski, Engineering materials and meterial design. Principles of materials sciance and physicalmetallurgy, WNT. Warszawa, 2006 (in Polish).3 G. Wrbel, . Wierzbicki, Ultrasounds in the diagnosis of strength changes in laminates put in ageing conditions. 4.784, Sciencefic Confererence on Materials Mechnical and Manufacturing Engineering, Gliwice 2005.4 S. Mackiewicz, Ultrasounds testings of the composites materials. Sciencefic Confererence on Ultrasounds materials testing, Zakopane 1995. (in Polish).5 M. Rojek, J. Stabik, G. Wrbel, Ultrasonic methods in diagnostics of composites, 5th Sciencefic Confererence on Polimers and constructions composites, Gliwice, 2002. (in Polish).6 M. Rojek, J. Stabik, G. Wrbel, Ultrasonic methods in diagnostics of epoxy-glass composites, Journal of Materials Processing Technology (2005) 162-163.7 J. 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