本书从原理、设备、模型、特征、规律、机理、方法等方面系统介绍激光冲击波结合力检测理论与技术，主要内容包括激光冲击波结合力检测系统、激光冲击波压力测试与模型、碳纤维复合材料本构模型构建与内部应力波传播特性、碳纤维复合材料激光冲击层裂的损伤特征表征及机理验证、碳纤维复合材料激光冲击层裂的信号特征及阈值模型、碳纤维复合材料激光冲击波结合力检测。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 激光冲击波结合力检测技术的工程需求 1
1.2 激光冲击波结合力检测技术的基本原理 2
1.3 激光冲击波基础理论 3
1.4 激光冲击波结合力检测技术发展现状 4
1.4.1 激光冲击波结合力检测技术的发展历程 5
1.4.2 激光冲击波结合力检测技术的关键研究进展 6
1.5 激光冲击波结合力检测技术的关键科学问题 16
1.6 本书主要内容 17
参考文献 17
第2章 激光冲击波结合力检测系统 24
2.1 高功率激光器系统 24
2.1.1 可调脉宽/波形/能量激光器设计 24
2.1.2 激光器参数指标 29
2.1.3 激光器附属系统 32
2.2 光子多普勒测速仪原理及系统 36
2.2.1 光子多普勒测速仪原理 37
2.2.2 光子多普勒测速仪系统 37
2.3 电磁超声检测设备及系统 38
2.3.1 检测探头设计 38
2.3.2 一体化电磁感应胶带设计 41
2.3.3 永磁体流线设计 43
参考文献 45
第3章 激光冲击波压力测试与模型 47
3.1 激光冲击波压力测试方法 47
3.1.1 基于PDV 的压力测试原理及方法 47
3.1.2 典型时频分析的信号处理方法 51
3.1.3 基于多分辨SVD 与连续小波变换的信号处理方法 53
3.2 激光冲击波峰值压力的参数影响规律 61
3.2.1 激光功率密度的影响规律 61
3.2.2 激光能量分布的影响规律 63
3.2.3 激光脉冲宽度的影响规律 67
3.3 激光冲击波压力的时空分布特征及预测模型 72
3.3.1 基于多岛遗传算法的时空分布特征 72
3.3.2 基于多层感知器的峰值压力预测模型 86
参考文献 96
第4章 碳纤维复合材料本构模型构建与内部应力波传播特性 99
4.1 考虑应变率效应的复合材料本构模型构建 99
4.1.1 基于机器学习的应变率动态增强因子自适应匹配模型 99
4.1.2 应变率敏感的拉压不对称复合材料本构模型构建 104
4.2 无层裂状态下冲击波传播特性 115
4.3 单层层裂状态下冲击波传播特性 119
4.4 多层层裂状态下冲击波传播特性 122
参考文献 126
第5章 碳纤维复合材料激光冲击层裂的损伤特征表征及机理验证 128
5.1 碳纤维复合材料激光冲击层裂的损伤特征 128
5.2 碳纤维层合板激光冲击损伤机理 130
5.2.1 激光冲击层裂试验的动态信号处理 130
5.2.2 激光冲击层裂损伤机理的静态表征 132
5.2.3 碳纤维层合板激光冲击动态信号特征和静态损伤特征 136
5.3 碳纤维复合材料激光冲击层裂特征的参数影响规律 142
5.3.1 激光能量与层裂阈值的关联规律 142
5.3.2 激光光斑尺寸与层裂范围的关联规律 148
5.3.3 激光能量对层裂位置的影响 150
5.3.4 激光脉宽对层裂位置的影响 152
5.3.5 比值系数对层裂位置的影响 153
5.3.6 激光脉冲波形与层裂类型的关联规律 157
参考文献 163
第6章 碳纤维复合材料激光冲击层裂的信号特征及阈值模型 165
6.1 激光冲击层裂的信号特征参数构建 165
6.1.1 激光参数与层裂信号特征的关联 165
6.1.2 激光冲击层裂的信号特征参数 169
6.2 不同激光脉宽下R 值曲线演化规律 174
6.2.1 层合板R 值曲线 174
6.2.2 胶接件R 值曲线 176
6.3 激光冲击层裂的损伤阈值模型 178
6.3.1 层合板损伤阈值模型 178
6.3.2 胶接件损伤阈值模型 179
参考文献 180
第7章 碳纤维复合材料激光冲击波结合力检测 182
7.1 基于PDV 的复合材料胶接结构检测 182
7.1.1 基于低—高—低三次冲击的界面结合强度检测方法及试验验证 182
7.1.2 基于峰值熵的检测方法及试验验证 186
7.2 基于EMAT的复合材料胶接结构检测 192
7.2.1 复合材料内部Lamb波传播规律 192
7.2.2 基于Lamb波的两次冲击的检测方法及试验验证 204
参考文献 213
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