Page 44 - 2024中国无损检测年度报告

科研发展篇

厦门大学重大装备健康管理技术研究团队

2024 年度研究工作进展

曾志伟 , 孙 虎 , 李卫彬 , 王奕首 , 方 正 , 周绮凤 , 刘琦牮 , 杨媛媛 , 陈桂鹏 , 卿新林
厦门大学 航空航天学院飞行器设计工程研究中心

厦门大学重大装备健康管理技术研究团队 示。采用材料一致性和同质嵌入设计理念，用碳
（以下简称团队）围绕国家重大装备关键结构制造、 纳米管薄膜和环氧树脂胶膜制备涡流传感器，使
服役过程中材料结构内部缺陷检测、材料性能退 传感器与主体结构保持相同材料体系。通过模压
化评价、成型制造过程工艺参数原位监测以及服 成型工艺制备 CFRP 螺栓，并在成型过程中将碳
役过程损伤表征困难等亟需解决的核心科学与技 纳米管涡流传感器嵌入集成于螺栓杆内部。有限
术难题，依托厦门大学航空维修与工程技术研究 元仿真分析表明，挤压损伤会导致 CFRP 板中感
中心（厦门大学、中国商飞、中国航发和厦门自 应电流密度分布发生显著变化，这为损伤监测奠
贸片区管委会共建）、福建省智能传感与仪器协 定了理论基础。剪切试验证明了传感器集成对结
同创新中心、厦门市航空结构完整性检测与评价 构完整性的影响可忽略不计。试验结果表明，集
技术重点实验室等平台，在国家自然科学基金项 成涡流传感器的阻抗幅值变化与挤压损伤扩展呈
目、国防基础科研计划重大项目、军委科技委基 现显著相关性，在10 MHz激励下，智能螺栓对0.5
础加强重点项目、国家重点研发计划项目课题， mm 挤压损伤的监测灵敏度达到 4.20%，空间分
以及中航工业集团等重要工业领域企事业单位委 辨率优于 0.5 mm，展现出良好的损伤监测性能。
托课题的支持下，开展了涉及先进传感、无损检
测、健康监测、智能结构等领域方向的理论方法、
关键技术和应用验证研究，2024 年取得了系列创
新性研究成果。

1 先进传感技术研究
团队针对螺栓连接结构损伤监测、锂离子电
池状态评估等迫切需要解决的问题开展先进传感
技术研究。
1.1 基于碳纳米管涡流传感器的智能复合材料螺
栓连接损伤自诊断
针对碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）
螺栓连接结构损伤模式复杂且监测困难的问题，
提出了一种新型智能 CFRP 螺栓，通过材料体系
优化和结构功能一体化实现了对 CFRP 螺栓连接 图 1 基于碳纳米管涡流传感器的智能复合材料螺栓连接
孔边挤压损伤的实时监测，其监测结果如图 1 所 损伤自诊断

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