Page 48 - 2024中国无损检测年度报告

较大的磁导率差异）的涡流趋肤深度比较证明了
上述结论。设计试验对仿真结果进行了定性验证。
2.7 CFRP 铺层方向错误涡流检测
碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）凭借
其优异的力学性能在航空航天等领域得到广泛应
用。在 CFRP 制备过程中，预浸料需按预设铺层
方案进行精确铺设以确保材料性能最优。然而，
人工铺层过程中可能出现纤维方向或铺层顺序的 (d) 第 3 铺层方向为 − 45º
偏差，进而影响材料的力学性能。团队采用一发
图 9 CFRP 内部铺层方向错误涡流检测信号
一收正交矩形线圈对 CFRP 进行检测，通过旋转
探头获取接收线圈电压相位随旋转角度的变化曲 3 结构健康监测研究
线，如图 9 所示。正交矩形线圈检测纤维角度的 团队聚焦重大装备的故障诊断、撞击定位以
本质是检测材料的电各向异性程度，铺层方向错 及损伤监测与量化等关键技术，借助人工智能算
误使材料的电各向异性程度增大，从而影响电压 法，开展了基于超声导波和光纤传感的结构健康
相位随旋转角度的变化关系。仿真与试验结果表 监测研究。
明，通过提取相位峰峰值作为特征参量，可有效
3.1 复杂环境下光纤传感器的测量异常识别技术
识别 CFRP 试样上表面、内部及下表面的铺层方
针对光纤传感器在力热耦合环境下出现的应
向偏差。
变读数异常现象，提出一种自适应检测和快速清
除光纤传感器异常读数的后处理方法。分析了光
纤传感器测量可靠性影响因素，明确传感器读数
异常现象的原因及表现形式；通过分析不同结构
特征与服役环境的数据分布特性，建立针对光纤
光栅与分布式光纤传感器的动态异常值识别准则；
基于 K 均值聚类算法有效识别结构特征及服役环
境变化引起的光纤传感信号异常。通过航天燃料
贮箱的地面低温增压试验与静压循环试验（见图
(a) 铺层正确
10），验证了所提出方法在复杂工况下的可行性
和有效性，为力热耦合环境下光纤监测数据质量
控制提供了有效解决方案。

(b) 第 3 铺层方向为 0º

图 10 光纤传感器异常读数自适应检测与快速清除结果

3.2 基于 SSA 优化 RF-GRNN 算法的高鲁棒性螺
栓连接结构复杂损伤监测技术
针对实际监测环境中螺栓连接结构处存在复
(c) 第 3 铺层方向为 45º

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