基于核概率密度估计的CFRP孔隙率与超声衰减系数之间关系探讨

作     者：马志远 李宗艺 林莉 

作者机构：大连理工大学无损检测研究所辽宁大连116085 

出 版 物：《无损探伤》 (Nondestructive Testing Technology)

年 卷 期：2021年第45卷第2期

页      面：16-20页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：CFRP 孔隙率 超声 衰减系数 核概率密度估计 

摘      要：超声检测碳纤维增强树脂基(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)复合材料孔隙率过程中,由于孔隙形貌具有随机性和复杂性,导致采用超声衰减系数与孔隙率的经验拟合关系表征孔隙率存在数据波动、误差大的问题。本文基于厚度2mm的单向CFRP层压板试样5个典型区域共441组光学显微镜照片,构建真实孔隙形貌模型并进行超声检测数值模拟,提出利用核概率密度估计法分析试样不同区域的超声衰减系数概率密度图以及反映孔隙率与衰减系数之间关系的小提琴图。结果表明:核概率密度估计法可直观显示出超声衰减系数对应的孔隙率概率分布,并能确定对应的最大概率孔隙率值,还可估计不同衰减系数对应的孔隙数目等级、形状复杂程度、最大孔隙尺寸信息。本研究旨在揭示超声衰减系数与孔隙率之间非唯一、非线性关系的本质,为基于超声统计学信息准确表征CFRP孔隙率提供了新思路。