电容层析成像技术在飞机复合材料无损检测中的应用研究

"电容层析成像在飞机复合材料检测中的应用研究" 这篇硕士学位论文主要探讨了基于电容敏感机理的电容层析成像（Electrical Capacitance Tomography, ECT）技术在飞机复合材料无损检测中的应用。电容层析成像是一种新兴的无损检测技术，因其非侵入性、成本较低、响应速度快和图像可视化等优势，在航空领域有着广阔的应用前景。 复合材料在航空工业中被广泛应用，主要是因为它们具有轻质、高强度和耐磨损的特性。然而，与金属材料相比，复合材料的损伤机理、失效方式和疲劳寿命等方面存在显著差异，这使得对复合材料的实时健康监测显得尤为重要，以确保飞行安全并准确预测材料的剩余使用寿命。 论文作者通过构建基于平面阵列电容传感器的ECT系统，对飞机复合材料进行无损检测。论文的研究重点在于验证和优化ECT系统的性能： 1. 使用COMSOL软件建立了三维平面阵列传感器的模型，并进行了仿真，通过Matlab处理仿真数据生成图像，对比了不同损伤情况下的成像效果。这一步旨在理解传感器对各种损伤的识别能力。 2. 对传感器的设计参数进行了优化，包括电极的几何形状、电极间的距离、基板厚度以及屏蔽电极等。这些参数的调整直接影响到传感器的信号强度、探测深度和灵敏度，从而影响检测的精确度。 3. 探讨了激励测量模式的优化，提出了奇偶激励模式，并与单一激励模式和双激励模式进行了对比分析。优化激励模式可以提高检测效率和准确性，减少噪声干扰。 4. 构建了硬件系统平台，这是实现ECT系统实际操作的基础，也是验证理论研究和实际应用之间桥梁的关键部分。 通过以上研究，论文旨在开发出一种适用于飞机复合材料检测的有效且可靠的ECT方法，为航空安全提供技术支持。这项工作不仅深化了对ECT技术的理解，也为未来在复杂结构中应用无损检测技术提供了新的思路和方法。