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压力容器2025年第03期:纤维缠绕复合材料管道中的超声波传播特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:束沛;杨乐辉;赵金玲;赵建平;常乐;程经纬;

单位:南京工业大学机械与动力工程学院;南京工业大学高端装备可靠性制造研究院;合肥通用机械研究院有限公司;

摘要:纤维缠绕复合材料管道(filament wound composite pipes,FWCP)中的纤维起伏会改变结构力学性能,从而影响超声导波传播特性,制约超声导波无损检测技术应用。针对上述问题,提出基于纤维起伏区域的细观模型及其等效刚度计算方法,将有限元特征频率法与Floquet周期性边界条件结合,构建FWCP的导波有限元模型,分析纤维起伏对导波传播特性的影响规律。结果表明,纤维起伏会使FWCP刚度整体变小,从而导致超声导波的相速度变小,但导波的模态属性未发生改变。缠绕角度对导波结构影响较小,也未引起导波的模态属性改变。本研究可为FWCP中超声波无损检测提供理论支撑。

关键词:复合管道;;纤维缠绕复合材料;;纤维起伏;;无损检测;;超声导波

基金资助:国家重点攻关项目(2023ZY01001)