碳纳米管结构——先进材料研究的一个示例。

无损非接触式材料检测

在恰当的位置选用合适的材料,对最终产品的质量、耐久性和重量至关重要,并最终决定产品能否取得成功。Optomet 激光多普勒测振仪在全球范围内为系统探索材料研究领域的新知识作出了重要贡献。无论是测定材料参数,还是进行无损检测/Non-Destructive-Inspection(NDT 或 NDI),非接触式测量方法都具有特殊意义:它不会影响材料特性,与使用加速度传感器等接触式测量方法相比,能够实现不受干扰的材料检测。

复合材料层合板的非接触式缺陷检测

材料无损检测 (NDT)

为了减轻重量并实现较高的比刚度,纤维增强复合材料在零部件制造中的重要性日益提升,典型应用包括航空领域的飞机机翼制造和汽车行业的车身部件制造。为避免材料过早疲劳,必须在生产过程或维护检查期间及时定位分层或裂纹。通过压电元件等方式对薄壁纤维增强复合材料板进行高频激励时,会产生包括 Lamb 波(短波长表面波)在内的波。这些波会与材料内部的缺陷相互作用,造成波传播不均匀或引发局部共振 (Local Defect Resonance - LDR)。

SMART 系列激光多普勒测振仪能够检测材料表面各测点处波的同相传播,从而让肉眼无法识别的材料缺陷清晰可见。内置信号发生器可生成任意波形,例如脉冲或扫频信号,用于激励部件。OptoSCAN 软件可完成整个测量流程,从配置测量通道、定义测点,到在频域和时域中可视化与分析测量数据。借助导出功能,数据可导出为 UFF、HDF5 和 mat-files (MATLAB) 等标准格式,以便进一步处理。

应用实例

使用 Optomet 扫描式测振仪可探测碳纤维增强复合材料板背面的缺陷。内置信号发生器生成矩形脉冲,驱动安装在该板上的压电致动器。从压电元件(下方中央)向外传播的波与两处缺陷相互作用,并因局部振幅升高(局部缺陷共振)而在时域和频域中显现出来。

利用局部缺陷共振进行振动分析。
碳纤维增强复合材料板上的局部缺陷共振

分离式霍普金森压杆 (SHPB)

分离式霍普金森压杆试验是一种材料测试方法,用于测定材料在动态条件下的性能。试样(例如混凝土圆柱体或复合材料)置于两根杆件之间,即入射杆和传递杆之间。加速后的撞击杆撞击入射杆,产生冲击脉冲。由此形成的应力波沿第一根杆传播,随后到达并穿过材料试样,再传递至第二根杆(透射杆)。

Optomet 激光多普勒测振仪 (LDV) 凭借高达 160 MSamples/s 的采样率和超过 220 dB 的动态范围,是测量此类高动态冲击脉冲时程的理想仪器。

分离式霍普金森压杆 (SHPB)

分离式霍普金森压杆实验装置示意图。
分离式霍普金森压杆试验的装置结构与测量原理

科研、研发与工业中的振动测量——Optomet 为您的需求提供合适的解决方案。

联系我们