超薄单向纤维增强复合材料低频多模式超声兰姆波定征方法

陈晓¹，万明习¹，张锐¹

(1.西安交通大学 生物医学工程系,)

摘要:提出低频多模式超声兰姆波定征方法来估计超薄层状单向纤维增强复合材料的密度、厚度、弹性常数等参数。这里“超薄”的概念是指材料厚度h远小于材料中的声波波长λ，导致在时域上材料前后界面的各次回波信号相互混迭。分析了沿平行和垂直于纤维两个方向上，在超薄层状单向纤维增强复合材料中传播的低频兰姆波色散特性，提出在最小二乘意义下以材料色散曲线为基础的反向算法对材料参数进行了估计。文中分析了影响估计准确性的各种因素，研究了该方法对材料参数的灵敏度及其在误差传递中的意义。结合超声漏兰姆波频域分析方法，并使用超声耦合剂耦合方式和一对中心频率为2MHz的宽带纵波换能器，实验结果证实，该方法能够准确估计h<0.05 λ的单向玻璃纤维增强双酚A型聚砜（PSF）复合材料的材料参数。

关键词:复合材料; 超声兰姆波; 定量无损定征; 色散特性;

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