蜂窝板几何参数对芯子剪切模量测量值的影响

为了通过三点弯曲试验获得蜂窝芯子较准确的剪切模量,基于商用铝蜂窝夹层板几何参数与典型剪切模量值,对三点弯曲试验有限元仿真模型进行校验,研究了蜂窝夹层板几何参数对测得芯子剪切模量值的影响规律。利用Sobol法对各影响因素进行灵敏度分析,拟合得到简化代理模型。基于简化代理模型,给出了三点弯曲试验中蜂窝夹层板几何参数适用可行域。研究结果表明,蜂窝夹层板几何参数对芯子剪切模量测量值的影响程度由大到小的顺序为芯子密度、面芯厚度比和面板厚度。在给定的可行域内,通过三点弯曲方法测得的蜂窝芯剪切模量精度良好,可为实际工程提供参考。     

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。     

基于CR技术的钢管壁厚测量工艺研究

本研究给出一种基于CR成像系统评价钢管壁厚的工艺方法。首先利用钢阶梯试块进行试验分析,研究CR成像系统对比度响应特性随射线能量的变化关系,以确定其用于厚度测量的线性响应范围,然后针对3个不同壁厚的钢管,按特种设备标准规定的检测技术等级分别对数字图像质量进行评价,以优化曝光参数,将最佳曝光参数下测量并拟合的厚度－灰度线性方程用于计算管壁厚度,计算结果与实际厚度的误差均不超过3%。研究结果表明CR测量特种设备管道管壁厚度的可行性,为管壁腐蚀监测提供一种辅助方法。     

铝蜂窝胶接缺陷的红外热波无损检测

蒙皮与蜂窝之间的脱粘缺陷使铝蜂窝夹心复合板的强度大大降低，严重影响金属蜂窝胶接产品的应用，必须对其进行严格的无损检测。用红外热波技术对铝蜂窝夹层胶接结构进行检测，结果表明，该技术可对试件夹层胶接质量和蜂窝结构作快速有效直观的检测。     

铝蜂窝板与5A05铝合金的搅拌摩擦焊工艺

文中主要研究铝蜂窝版与5A05铝合金的搅拌摩擦焊工艺,解决了铝蜂窝板搅拌摩擦焊时受搅拌针轴肩压力易塌陷的难题,优化铝蜂窝板焊接接头形式,设计镶嵌式对接接头,进行搅拌摩擦焊工艺试验,分析焊缝力学性能、X射线探伤并观察金相组织,优化搅拌摩擦焊焊接工艺参数,得到了无缺陷、力学性能较好的焊缝.试验结果表明,铝蜂窝板和5A05铝...     

精铸涡轮叶片X射线CR成像

以精密铸造某型高压I级涡轮叶片为研究对象,分别采用IPU和IPS两种成像板对其叶身进行射线CR成像研究。得到了涡轮叶片叶身的最佳透照工艺参数,获得了高分辨率的CR参考图像,并通过像质计灵敏度和图像灰度评价图像质量。CR成像对比结果表明,可以采用IPU成像板替代胶片进行涡轮叶片叶身数字射线成像检测。针对胶片照相一次透照多个叶片的情形,分别进行了一次透照3个叶片和4个叶片的CR成像。结果表明,只要曝光场强度均匀,可一次透照完成多个叶片的叶身射线CR成像。     

锌层对不同强度级别热镀锌板成形性能的影响

针对CR3,CR340LA,CR590DP,CR780DP四种不同强度热镀锌板,利用单向拉伸试验及极限拱高试验,对比分析了锌层对热镀锌板的力学性能指标和极限拱高的影响规律.结果表明,锌层与基板的变形能力不一致导致了热镀锌板与去除锌层基板的力学性能的差异,当基板变形能力高于锌层时,锌层的存在会引起热镀锌板强度提高,伸长率、n值、r值降低,当基板变形能力低于锌层时,锌层的存在会引起热镀锌板强度降低,伸长率、n值、r值提高;热镀锌板的变形能力不仅和本身的力学性能有关,也和板料与模具的接触摩擦状态有关,由于锌层的存在,在成形过程中会导致接触面摩擦恶化,影响热镀锌板的成形能力,后续的成形工艺设计应考虑锌层的影响.     

多层泡沫铝夹芯结构准静态力学性能和吸能特性研究

采用闭孔泡沫铝和铝合金板制备单层夹芯板和六种多层夹芯结构。通过分析胞孔变形模式和宏观变形模式,研究了夹层板和芯层数量对结构准静态压缩力学性能和吸能特性的影响机制。结果表明：夹层板通过调节芯层间应力状态使芯层逐层坍塌,减少了由倾斜变形带的形成和延伸所导致的多芯层同步变形、横向滑动以及两侧滑移,使结构具有更高的坍塌应力、平台应力、单位体积吸能量以及更小的致密应变；芯层数量的增加导致无夹层板结构中变形带的长度和数量增加,从而改变了其宏观变形模式,致使结构两侧滑移现象加剧,同时积累了有夹层板结构中多个芯层中的胞孔缺陷,因此影响了逐层稳定变形,导致致密应变增大,坍塌应力、平台应力和单位体积吸能量减小,致密应变处的吸能效率降低。与其他结构相比,三层泡沫铝夹层板具有最佳的抗压强度和吸能性能。     

单层和多层金属蜂窝板压缩和弯曲性能的比较

相较于单层金属蜂窝板,多层金属蜂窝板具有更好的冲击防护和减震性能,有实际应用价值。本文采用数值模拟的方法比较了单层金属蜂窝板和多层金属蜂窝板的压缩和弯曲性能。结果表明,通过增加蜂窝板层数,蜂窝板压缩刚度、弯曲刚度和屈服强度都得到提高,其中屈服强度提高最明显。在蜂窝板中心增加面层有助于降低蜂窝芯中心区域的变形程度。     

真空钎焊6063铝合金蜂窝板微观组织

采用4004钎料真空钎焊6063铝合金蜂窝板，研究了不同蜂窝芯厚度对钎焊接头微观组织的影响。结果表明，在钎焊温度为585℃、保温时间为20 min时，厚度为0.10 mm蜂窝芯无法钎焊成形。3种不同厚度蜂窝芯均有熔蚀现象产生。当单层蜂窝芯厚度为0.10 mm和0.15 mm时，在钎焊界面反应区存在白色的Al-Si共晶相，其形貌在单层窝芯厚度0.10 mm时为块状，其形貌在单层窝芯厚度0.15 mm时为树枝状；当单层蜂窝芯厚度为0.21 mm时，白色的Al-Si共晶相消失，仅存在Si元素富集相。双层蜂窝芯厚度为0.10 mm的蜂窝板钎焊界面坍塌；当双层蜂窝芯厚度为0.15 mm时，界面反应区（富Si金属间化合物相）较大，但是芯材没有发生熔解现象，界面反应区与芯材之间也形成部分影响区（α-Al固溶体相），面板与界面反应区之间的影响区也小于双层蜂窝芯厚度为0.10 mm的影响区；当双层蜂窝芯厚度达到0.21 mm时，面板与界面反应区中间的影响区增大，芯材同样没有发生熔解现象，芯材界面反应区变小；即双层蜂窝芯脆性富Si金属间化合物减少，α-Al固溶体相增多。     

蜂窝夹层结构胶接面树脂堆积的红外热像检测

为了研究树脂堆积的红外热像检测问题,文章进行了一维模型建模分析、蜂窝夹层结构样件试验验证和解剖分析。研究发现树脂堆积区域在脉冲加热后的原始热图中表现为"暗区"或"暗斑",并且这些区域的表面温度低于正常胶层厚度区域的表面温度,得出了树脂堆积可以在红外热像检测中被检出的结论。通常树脂堆积不是一种缺陷,但是对蜂窝夹层结构胶接面树脂堆积进行检测却具有重要的现实意义。判断树脂堆积区域的位置、形状和面积,将有助于改进生产工艺。对这些区域进行识别、记录和存档,可以为原位检测蜂窝积水问题提供评定的依据。     

膨胀珍珠岩-泡沫铝复合材料层合管的力学性能研究

采用渗流法制备膨胀珍珠岩一泡沫铝复合材料,以其为芯,钢管为面板制备层合管,研究了静态压缩条件下泡沫铝及其层合金属管的变形行为和能量吸收性能.研究表明:由于泡沫铝的填充,钢管的变形方式发生改变,由不对称屈曲转变为轴对称屈曲;层合管的平台区比原来增高、增长,压缩屈服强度由29.61MPa增高至51.62MPa,其吸能性能也...     

Al质蜂窝夹芯板非线性动力学分析

基于经典叠层板理论和几何大变形理论.研究了四边固支Al质蜂窝夹芯板的非线性动力学问题.在考虑横向阻尼的影响下,利用Hamilton变分原理建立了蜂窝夹芯板受横向激振力作用时的受迫振动微分方程,通过振型正交化将蜂窝夹芯板的受迫振动微分方程简化为双模态下的动力学控制方程,同时利用Runge-Kutta法数值模拟了系统的非线性动力学行为.结果表明:由于芯层六角形胞元结构的影响,使得蜂窝夹芯板的振动对横向激振力幅值的变化非常敏感;第一阶模态下的最大振幅总要大于第二阶模态下的最大振幅,横向激振力幅值在不同的取值范围时,蜂窝夹芯板存在不同性质的动力学现象,在横向激振力幅值较小阶段,系统总是呈现单倍周期运动.当横向激振力幅值增加到一定数值时,系统呈现出从周期运动向倍周期及混沌等复杂运动形式的转换.通过相应的弯曲振动响应实验.对数值分析结果进行了实验验证.     

Magnetic resonance detection of water in composite sandwich structures

The results of a series of experiments to determine the sensitivity of magnetic resonance to water inside an aerospace–grade composite sandwich panel are presented. The measurements were performed with a purpose-built unilateral probe designed to overcome problems associated with attenuation of the radio frequency (RF) magnetic field used in magnetic resonance by the presence of conductive materials in the panel. The detection limit of the probe is 2–3 honeycomb core cells filled with water in 64 scans (measurement of approximately 1 min). Profiles of a water containing region of cells were generated by displacing the probe laterally across the panel's surface. By varying the amount of water in the cells, it was determined that the magnetic resonance signal is obtained from throughout the height of the cells, not just the region nearest the probe's coil.     

夹层式复合材料成型建模与敏感度分析

本文通过对夹层结构在固化过程中的树脂状态进行分析，对夹层结构建立了等效分析模型，并运用代理模型技术研究了固化过程中模具的热膨胀系数,面板的热膨胀系数、弹性模量、蜂窝尺寸等参数对夹层结构收缩量和圆度误差的影响。首先，采用有限元仿真的方法对夹层结构在固化过程中的应力和变形进行了模拟；其中，建立了蜂窝等效模型，并利用生死单元技术对树脂在固化过程中的变化进行等效建模。仿真结果与实际相符，结果表明树脂在成型中的状态变化是影响夹层结构收缩的主要因素。然后，利用径向基函数(RBF)模型建立了收缩量和圆度误差与影响参数之间的关系。最后，探讨了夹层结构的收缩量及圆度误差的影响参数的敏感度。结果表明: 夹层结构的收缩量对于模具热膨胀系数和面板热膨胀系数最敏感，树脂的热膨胀系数是影响夹层结构圆度误差最敏感的因素。     

基于数字散斑相关法的蜂窝板拉伸力学性能测试

作为金属热防护系统的重要组成部分,金属蜂窝夹芯板的性能和结构可靠性关系到使用寿命。本研究采用数字散斑相关技术和时间序列散斑检测技术,对蜂窝夹芯板共面拉伸性能进行试验研究,测得共面拉伸弹性模量,与利用等刚度法计算得到的蜂窝夹芯板的等效弹性模量进行对比,结果吻合较好,验证了数字散斑相关技术的有效性和实用性。     

钢面板泡沫铝夹心板的三点弯曲行为

采用胶粘法制备大尺寸钢质泡沫铝夹心板,测试夹心板的三点弯曲强度,分析面板厚度、芯层厚度对夹心板弯曲性能的影响规律,研究弯曲载荷作用下的夹心板失效机理。结果表明：钢质泡沫铝夹心板可承受很高的弯曲载荷,夹心板抗弯强度随着芯层泡沫铝厚度的提高而提高。增加钢面板的厚度,夹心板抗弯强度整体呈增强趋势。当面板厚度为8 mm、芯层厚度为50 mm时,夹心板的极限抗弯强度可达66.06 kN。芯层泡沫铝内泡壁表面的大尺寸裂纹是夹心板在弯曲载荷作用下失效的主要原因;采用熔体发泡法制备的泡沫铝板材,因冷却强度过大而导致的附加应力使泡壁的强度下降,也是影响夹心板力学性能的主要因素。     

AZ陶瓷与铝合金数字射线检测等效系数的确定

AZ陶瓷(ZrO₂增韧Al₂O₃)作为一种抗弹材料,为保证其防护性能,需要通过无损检测手段严把质量关。目前常用X射线法进行检测,但由于AZ陶瓷属于非标准材料,其曝光条件的确定缺乏相应依据。采用6063铝合金作为标准材料,在相同透照管电压下对AZ陶瓷阶梯试块及6063铝合金阶梯试块进行X射线数字成像,拟合得到厚度与图像灰度值间的关系曲线及拟合公式,由此计算得到在该管电压下AZ陶瓷与6063铝合金的等效系数。结果表明：透照管电压为75～95 kV时,AZ陶瓷与6063铝合金的等效系数为3.03～3.79。该试验结果对AZ陶瓷X射线数字成像检测技术条件的确定具有一定的指导意义。