C/C热防护结构弹性波仿真分析方法及损伤对弹性波的影响

来源期刊：复合材料学报2019年第10期

论文作者：袁慎芳 刘凌峰 邱雷 陈健 刘安琪

文章页码：2448 - 2457

关键词：热防护结构(TPS);C/C;弹性波;损伤监测;数值仿真;

摘    要：热防护结构(Thermal protection structures,TPS)作为可重复使用航天飞行器的关键结构,其安全性和可维护性至关重要。已有的针对可重复使用航天飞行器TPS的结构健康监测的研究不多,特别是C/C、C/SiC等复合材料制造的TPS。针对可重复使用航天飞行器C/C TPS,研究其基于主动弹性波的结构健康监测方法。提出了一种TPS弹性波数值仿真方法,在验证方法有效性的基础上,开展了面向C/C TPS损伤监测的弹性波传播特性研究,从信号时域特征、弹性波传播波场、损伤散射信号、损伤散射信号波场及损伤因子5个方面全面分析了弹性波在C/C TPS中的传播特性及损伤带来的影响。结果表明,当分层损伤边长大于25mm后,损伤因子剧烈变化,因此采用基于弹性波的结构健康监测方法可以很好地监测C/C TPS内部分层损伤及损伤的扩展情况。