[发明专利]一种复合材料天线罩质量无损跟踪与评价方法

摘要

本发明涉及一种复合材料天线罩质量无损跟踪与评价方法，以CT分析技术为基础，通过建立石英纤维增强二氧化硅基复合材料有限结构单元系列密度与CT灰度值的函数关系，实际检测中利用天线罩的CT测试结果来表征天线罩的密度分布和缺陷定位，为天线罩构件中存在的孔洞、局部严重低密度区、以及由织物的密度不均和复合工艺引起的密度梯度等缺陷提供准确的定量分析，本发明对大尺寸天线罩构件内部质量缺陷的准确定位、定性与分析具有重要的工程意义，为天线罩在线无损检测和质量控制提供重要的手段。

主权项

一种复合材料天线罩质量无损跟踪与评价方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(一)、制备一系列不同密度的石英纤维增强二氧化硅复合材料标准样品，所述一系列标准样品的组成配比与石英纤维增强二氧化硅复合材料天线罩的组成配比相同；步骤(二)、设定CT测试的测试条件，包括电压、电流、像素分辨率、扫描层厚度和扫描间隔，采用CT测试设备对步骤(一)中制备的一系列标准样品的CT灰度值进行测试，得到石英纤维增强二氧化硅复合材料的密度与CT灰度值之间的函数关系；步骤(三)、沿石英纤维增强二氧化硅复合材料天线罩的轴线对天线罩进行分层，采用CT测试设备按照步骤(二)中的测试条件对天线罩进行分层扫描，得到每层的CT灰度分布，即获得每层中各个测试点的灰度值；步骤(四)、采用CT重构软件将步骤(三)得到的各层中的所有测试点数值进行重新采样和图像合成，获得以CT灰度数值显示的天线罩整罩三维图像；步骤(五)、根据步骤(二)得到石英纤维增强二氧化硅复合材料的密度与CT灰度值之间的函数关系，得到步骤(四)获得的天线罩整罩三维图像中各个测试点的密度；步骤(六)、获得天线罩整罩三维图像中各个测试点的密度梯度值P，具体方法如下：以天线罩水平层横截面的对称中心为原点O，在水平层横截面上建立平面坐标系OXY，设ρ(x₀，y₀)为水平层横截面中任意一个测试点A1(x₀，y₀)对应的密度，ρ(x₀+Δx,y₀)、ρ(x₀,y₀+Δy)分别为与点A1(x₀，y₀)相邻的两个测试点的密度，点A1(x₀，y₀)与X轴的夹角为θ，根据梯度公式，有：$P=\mathrm{d\ρ}(x,y)$$\begin{array}{c}=\∂\mathrm{\ρ}/\∂x\·\cos \mathrm{\θ}+\∂\mathrm{\ρ}/\∂y\·\sin \mathrm{\θ}\\ =\frac{\mathrm{\ρ}(x_0+\mathrm{\Δx},y_0)-\mathrm{\ρ}(x_0,y_0)}{\mathrm{\Δx}}\·\frac{x_0}{\sqrt{{x_0}^2+{y_0}^2}}+\frac{\mathrm{\ρ}(x_0,y_0+\mathrm{\Δy})-\mathrm{\ρ}(x_0,y_0)}{\mathrm{\Δy}}\·\frac{y_0}{\sqrt{{x_0}^2+{y_0}^2}}\end{array};$其中：和分别为点A1(x₀，y₀)在X方向上和在Y方向上的偏导数，P为点A1(x₀，y₀)的密度梯度值；步骤(六)、对步骤(五)中得到的天线罩每层中的各个测试点的密度梯度值P的绝对值|P|进行判断，若|P|≥0.05，则判断该测试点位于缺陷区域边界上，否则该测试点位于缺陷区域内或正常区域内。