非破坏性和非接触式材料研究

在正确的位置使用正确的材料,对最终产品的质量、耐用性和重量至关重要,并最终决定产品的成败。在全球范围内,Optomet 激光多普勒测振仪为系统地探索材料研究领域的新见解做出了重要贡献。无论是材料参数测定还是无损检测(NDT 或 NDI),非接触式测量方法都具有特别重要的意义,因为它们不会影响材料特性,而且与加速度计等接触式测量方法相比,能够实现无杂质材料检测。

材料无损检测(NDT)

纤维增强复合材料在部件制造中的重要性与日俱增,其目的是减轻重量并获得较高的特定刚度。例如,航空业中飞机机翼或汽车业中车身部件的生产。在生产或维护检查过程中,必须及时定位分层或裂纹,以避免材料过早疲劳。当薄壁纤维复合板受到压电元件等高频激励时,会产生兰姆波(短波表面波)等。这些波与材料中的缺陷相互作用,造成波传播的不均匀性或局部共振(局部缺陷共振 - LDR)。

Optomet Scan 系列激光多普勒测振仪可以检测材料表面每个测量点上的同相传播波,从而观察到肉眼无法看到的材料缺陷。内部信号发生器可以产生用于激发元件的任何信号形状,如脉冲或频率扫描。OptoSCAN 软件用于执行整个测量过程,从设置测量通道和定义测量点,到可视化和分析频域和时域中的测量数据。在导出功能的帮助下,数据可以以 UFF、HDF5 和 mat 文件(MATLAB)等标准格式导出,从而得到进一步处理。

实例

使用 Optomet 扫描测振仪可检测 CFRP 板背面的缺陷。内部信号发生器产生方波脉冲,以激励连接到 CFRP 板上的压电致动器。从压电元件(底部中间)传播的波与两个缺陷相互作用,由于局部振幅较高(局部缺陷共振),使它们在时域和频域中清晰可见。

斯普利特-霍普金森酒吧(SHPB)

霍普金森分杆试验是一种材料试验方法,用于确定材料在动态条件下的特性。测试样本(如混凝土圆柱体或复合材料)被放置在两根棒(入射棒和传递棒)之间。加速撞击器撞击入射棒,产生冲击脉冲。产生的波穿过第一根棒,然后撞击到材料样品上,材料样品也被波穿过,进而传到第二根棒(透射棒)上。

Optomet 的激光多普勒测振仪 (LDV) 具有 160 MS 样本/秒的高采样率和超过 220 dB 的动态范围,是测量这些高动态冲击脉冲时间过程的完美测量工具。

斯普利特-霍普金森酒吧(SHPB)详细介绍

识别 CFRP 板上的局部缺陷共振