碳纤维复合材料缺陷的无损检测：小波包分析与自动识别

本文主要探讨了碳纤维复合材料在实际应用中的重要性，特别是在航空航天、能源交通等领域，其优良的性能如高比强度、高比模量使其成为关键材料。然而，复合材料在制造和使用过程中会不可避免地出现裂纹、夹杂和分层等缺陷，这些缺陷会显著影响材料的性能和可靠性，因此，无损检测技术对于确保复合材料安全至关重要。 文章的核心内容聚焦于利用超声相控阵检测系统对含有多种缺陷的碳纤维复合材料实验板进行检测。这种方法利用的是小波包变换这一高级信号处理技术。小波包分析能够提供信号在时间和频率域的精细分解，这对于捕捉缺陷信号的特征非常有用。 作者提出了一个基于距离可分性测度的小波基评估准则，旨在确定最适合分析碳纤维复合材料缺陷的小波基。这个准则考虑了不同小波基在分离缺陷信号特征方面的效率，优化了分析过程。选择的最优小波基可能是sym8小波，因其表现出良好的分解和重构性能。 具体操作中，通过对缺陷信号进行sym8小波的分解，然后采用“频率-能量”方法来提取各种缺陷信号的能量特征。这种方法有助于区分不同类型的缺陷，如裂纹、夹杂和分层，因为它们在频谱上可能有独特的响应模式。实验结果显示，这种基于小波包分析的方法对于碳纤维复合材料缺陷的类型识别具有很高的准确性，为缺陷的自动识别技术提供了坚实的基础。 总结来说，本文通过实验证明了小波包分析作为一种有效的工具，可以提高碳纤维复合材料缺陷检测的精度和效率，对于保障复合材料制品的质量控制和安全运行具有重要意义。这项研究对于提升复合材料领域的检测技术以及推动其在更多领域的广泛应用具有积极作用。