面向固体发动机动态燃速测试的碳纤维复合材料超声衰减特性

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作   者：

张瀚升;  杜春晖;  李国才;  郑永秋;  张文栋; 

作者机构：

中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;  航天动力技术研究院;  仪器科学与动态测试教育部重点实验室; 

关键词：

回波信号;  燃速测试;  碳纤维复合材料;  固体火箭;  衰减系数; 

期刊名称：

测试技术学报

基金项目：

基于高Q值Fabry-perot共振敏感机制的全固态超宽频带高灵敏声传感器件的基础研究

i s s n：

1671-7449

年卷期：

2020 年 02 期

页   码：

141-146

摘   要：

精确测量推进剂燃速是研究固体火箭发动机弹道性能的关键需求.利用超声波回波法对燃速动态测试是目前最先进的方法之一.针对测量过程中超声波通过碳纤维发动机外壳时衰减程度大的问题,通过分析碳纤维复合材料中的超声波传播和衰减特性,完善了超声波在碳纤维复合材料中的传输模型.采用200 kHz～2 MHz的超声波探头作为激励源,搭建了超声波衰减系数测试平台对2～7 cm厚度碳纤维复合材料样本进行验证.结果表明,对同一厚度的样品测试时,频率每增加100 K衰减系数增加0.108～0.187 dB,使用同一超声频率测试时,厚度每增加1 cm衰减系数增加0.529～0.815 dB.通过此衰减模型可以为超声波检测频率的选取提供参考,有效提升固体火箭发动机的燃速测试精度.