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作者：李奕岑1;李荣光2;孙伶2;陈斯迅2;成志强1
单位：1.西南交通大学力学与航空航天学院;2.国家管网集团北方管道有限责任公司
摘要：采用超声波检测纤维增强复合材料的应力需要激发临界折射纵波，准确的入射角十分重要。确定入射角需要测量超声波在复合材料板平面内的传播速度，但由于复合材料较薄且各向异性，无法像金属一样沿厚度方向进行声速检测，也不便于实验检测板平面内的声速。文章采用代表性体积单元模拟分析纤维增强复合材料的纤维体积分数与沿纤维方向的纵、横波波速的关系，依据斯涅尔定律得到理论临界入射角。采用有限元分析软件模拟以该角度入射时声波的传播过程，表明激发波确为临界折射纵波。同时，入射角逐步增大到理论临界入射角，超声检测信号逐步增强，进一步验证该入射角确实激发出临界折射纵波。最后，采用该角度在单向拉伸条件下开展应力系数标定实验。结果显示，声时差与应力增量呈线性关系。文章提出的方法可为复合材料应力超声检测的入射角确定提供参考。
关键词：纤维增强复合材料;应力超声检测;临界折射纵波;入射角;声时差
基金资助：王宽诚法国科研中心奖学金（KCWO/416/2006）
