基于有限元理论的飞机蒙皮搭接结构腐蚀红外检测建模分析

飞机蒙皮搭接结构的腐蚀问题直接危害飞机的使用寿命和结构强度,制约飞行安全。由于腐蚀发生位置隐蔽性高,常规无损检测的检测效果不理想。利用有限元分析方法,使用AN-SYS软件模拟检测环境,通过建立飞机蒙皮搭接结构模型,计算模型表面温度场分布。重点从腐蚀面积、腐蚀深度、表面划伤等问题对红外检测技术的可行性进行了分析,为其对蒙皮搭接结构检测的应用提供了理论依据。     

空气耦合超声检测技术在复合材料检测中的应用

通过采用空气耦合超声检测方法分别对含模拟缺陷的蒙皮泡沫夹芯复合材料、蒙皮蜂窝夹芯复合材料、碳纤维复合材料、环氧树脂层压复合材料及玻璃纤维复合材料进行检测,验证了空气耦合超声检测技术是评价蒙皮泡沫夹芯复合材料、蒙皮蜂窝夹芯复合材料、碳纤维复合材料、环氧树脂层压复合材料及玻璃纤维复合材料的可靠性无损检测手段,且在复合材料的...     

内埋传感光纤用于复合材料冲击损伤探测的研究

提出了一种采埋入式光纤传感器对复合材料结构状态进行无损检测的新方法，将一种新颖的，结构简单的“城墙”型光纤传感阵列埋置于教－１１飞机的层合复合材料垂直翼尾试件内，用于探测复合材料结构内由于外部冲击造成的损伤等状态参数，实验结果显示了该方法探测复合材料结构状态的可行性。     

复合材料层压结构冲击损伤超声成像评估

采用高分辨率超声成像方法实现复合材料冲击损伤的无损检测,以高品质的脉冲超声波作为探测源,提取入射声波在复合材料层压结构试样中形成的时域反射声波信息,并通过扫描结构使换能器对含有冲击损伤的复合材料试样进行自动扫描,实时对每一个检测位置点的超声信号和位置信号进行处理与融合,通过超声B扫描成像和T扫描成像进行复合材料冲击损伤成像评估。试验结果表明:通过超声B扫描成像,可以形象地再现复合材料层压结构试样表面和内部冲击损伤在其不同深度方向的断面分布、取向、扩展及深度等确切信息;通过超声T扫描成像,则可以直观地再现冲击损伤在复合材料层压结构试样不同深度铺层方向的损伤区域(面积)、分布及其扩展特征。     

光纤网络用于检测复合材料结构状态的实验研究

提出一种采用埋入式光纤传感器无损检测复合材料结构状态的新方法。将两种结构简单的新颖光纤传感网络埋入飞机的层状复合材料垂直尾翼试件,对结构内应变、应力以及由于低频部冲击造成的损伤等状态参数进行检测,实验结果显示了该方法的可行性。     

在役飞机蒙皮夹层腐蚀涡流检测

涡流检测是对金属多层结构内层腐蚀检测的首选方法。为解决检测在役飞机蒙皮多层结构夹层腐蚀问题,采用了低频涡流检测方法。综合上层下底面和下层上表面腐蚀的信号幅度、相位分离度各方面因素,选取了最佳频率,制作了专用的涡流探头,运用阻抗分析图中相位和幅度的变化,有效区分了不同层的腐蚀缺陷。试验结果与理论分析相吻合,成功地解决了飞机大修蒙皮夹层腐蚀检测问题。     

飞机复合材料构件的原位红外热成像检测

采用闪光灯激励红外热成像无损检测系统(IR-Thermography),对一组模拟飞机复合材料结构的人工缺陷试件进行了检测。结果表明,缺陷埋深是决定试验件中人工缺陷检测灵敏度和检测能力的关键因素;只要选取适当的检测工艺参数,热激励红外成像检测技术能可靠检测出复合材料结构中一定大小和埋深的分层、蒙皮脱粘及蜂窝芯体塌陷等缺陷,且检测不受工件表面形状的影响,该技术是一种高效、可靠的飞机复合材料结构原位无损检测方法。     

复合材料胶接缺陷的数字成像检测研究

采用激光数字剪切散斑和红外热像两种数字成像无损检测方法对碳／环氧板蒙皮与泡沫夹芯结构复合材料的胶接缺陷进行了初步研究。结果表明，两种数字成像无损检测方法检测此类缺陷是可行的，检测结果便于存储和后处理，而且红外热像无损检测方法效率高、缺陷显示更加直观，判读能力强。     

飞机复合材料结构冲击损伤的红外检测

由于飞机复合材料自身结构和制造工艺的特点,其冲击损伤破坏与金属材料明显不同。通过脉冲热像检测法,着重研究了低能冲击下飞机复合材料的损伤破坏特点,分析了飞机复合材料的冲击损伤源及其危害程度。结合飞机外场检测条件,就飞机复合材料损伤的原位检测提出了初步建议。     

碳纤维复合材料板冲击损伤计算及超声检测

文章采用显式有限元法、三维Tsai—Wu失效准则和刚度折算准则来模拟T300／QY8911矩形层压板低速冲击下逐渐损伤的过程,预测了复合材料冲击损伤的程度。根据HB72242—1995《复合材料构件通用技术条件》、GJB289521997《碳纤维复合材料层合板和层合件通用规范》要求制作冲击试样,进行低能量冲击试验。采用超声C扫描检测不同能量冲击作用造成的损伤,将有限元计算结果和超声C扫描检测结果进行对比。结果表明,在损伤面积尺寸确定方面,有限元分析的结果和超声C扫描检测结果吻合较好,三维Tsai—wu失效准则和刚度折算准则适合模拟分析碳纤维复合材料板冲击损伤,超声C扫描检测可以较好地检测出冲击能量高于4．5J的分层损伤。     

飞机多层结构内层腐蚀损伤的远场涡流检测与评估

飞机多层结构的内部腐蚀具有隐蔽性强的特点,因而难以及时发现,严重威胁飞行安全。利用远场涡流检测技术,针对飞机多层结构的内层损伤,研究了硬铝合金多层结构内层模拟腐蚀缺陷的涡流检测。结果表明:对相位进行分析可以判断缺陷的埋藏深度;结合飞机蒙皮的单层厚度,可以确认缺陷所在蒙皮的层数,根据埋深和层数调用相应的公式,可以获得缺陷的准确信息;远场涡流检测的灵敏度高,可以实现对腐蚀缺陷的定位检测和定量检测。     

直升机复合材料桨叶振动失效分析

针对某直升机复合材料旋翼桨叶,在没有对复杂结构进行简化的情况下,利用ANSYS有限元软件的参数化语言(APDL)建立完整的有限元模型.该模型不仅考虑了大梁、蒙皮和加强梁等主承力结构,还考虑了大梁内抗扭层、前缘包铁和前缘配重等次承力结构.利用该模型,计算桨叶在额定转速下的前5阶固有模态和频率.结果表明:前5阶模态不存在振...     

含损伤复合材料层合板振动特性研究

本文旨在找出损伤对复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用,实现了桨叶优化设计,改善了旋翼气动性能,使桨叶的寿命增加到上万小时,甚至达到无限寿命。因此,使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827／3234、G803／3234以及G814／3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析,得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明,理论分析结果与试验结果吻合,证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。     

基于渐进损伤模型的机床复合材料传动轴扭转性能分析

利用考虑就地效应的Hashin失效准则和刚度非线性退化方法,并且引入Cohesive界面单元,采用ABAQUS有限元分析软件的子程序UMAT编写面内和层间渐进损伤模型,建立实体单元和Cohesive界面单元结合的实体模型,对纤维增强复合材料传动轴的扭转屈曲和后屈曲性能进行研究。利用模型对该项目试验结果进行验证,对某文献中的碳纤维复合材料轴进行有限元分析,并与试验数据进行比对,验证有限元模型的可靠性。结果表明：所建立的渐进损伤模型对拉伸载荷作用下的层合板失效强度的计算精度较高;压缩载荷作用下,利用该模型进行屈曲和后屈曲分析时的计算结果和试验结果吻合度较高;利用所提出的渐进损伤模型对碳纤维复合材料传动轴进行扭转屈曲和后屈曲失效分析,所得结果与试验结果吻合度较好。     

复合材料分层损伤激光散斑检测的有限元分析

分层损伤是复合材料在使用过程中常见的损伤形式之一.为研究真空加载激光散斑检测技术在分层损伤检测中的应用,本文以T300/QY8911碳纤维增强复合材料为例,采用ANSYS软件建立了含分层损伤复合材料的三维有限元模型,研究了真空载荷、铺层顺序、损伤尺寸和损伤位置对试件表面离面位移及离面位移导数的影响规律.结果表明,在真空...     

复合材料层合板雷击烧蚀损伤影响因素分析

通过复合材料层合板雷电流冲击的热-电耦合分析,建立复合材料层合板烧蚀的三维有限元模型,研究复合材料层合板在不同材料属性下的瞬态热传递和热解作用规律,进行雷击复合材料损伤机理和损伤模式分析,根据烧蚀后的温度分布评估雷电流烧蚀尺寸变化规律,得出复合材料烧蚀损伤与材料性能的关系,结果表明电导率对烧蚀形貌的发展变化产生很大影响,热导率变化时烧蚀结果并没有发生显著改变。比热只有增加到一定程度烧蚀损伤才会降低。     

泡沫铝夹层结构力学性能有限元模拟的现状与展望

本文主要概括了泡沫铝夹层结构动态力学问题的研究进展,简单总结了影响泡沫铝夹层结构力学性能的主要因素:面板和芯体材料的性能,结合方式及应变率。最后,介绍了利用有限元模拟泡沫铝夹芯结构压缩性能和吸能性的研究现状,对泡沫铝夹层结构的应用现状提了一些观点。     

钛合金整体壁板T型接头双作用激光焊接系统设计

为了提高飞机壁板结构的蒙皮和加强筋之间的焊接质量,减少蒙皮的焊接变形,设计了钛合金整体壁板T型接头双作用激光焊接系统。系统采用标准工业激光焊接机器人,双光束激光焊接方法并辅以外部纵向水平驱动轴机构的方案,结构简单,成本较低,可有效的提高焊接质量和速度。通过对工艺参数分析并进行实验,得到了良好的焊接样品,满足了飞机蒙皮焊接的质量要求,有效提高了飞机的隐身和降噪性能,完善了国内双激光焊接平台焊接长桁蒙皮结构机身壁板的技术。     

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。     

碳纤维增强复合材料层间界面缺陷超声成像技术

针对复合材料层压结构层间界面缺陷的无损检测与评估,通过分析超声波在碳纤维增强树脂基复合材料中的传播规律,研究入射声波在复合材料中的反射特性,利用入射声波在复合材料层间界面产生的反射信息,通过超声（B,T）扫描成像方法揭示复合材料层间界面缺陷及其三维分布。试验结果表明,采用短波长脉冲超声成像检测技术,可以有效地再现碳纤维增强树脂基复合材料层压结构中层间界面缺陷三维分布特征以及层间界面、铺层方向、纤维束取向等信息,为复合材料提供了一种有效的层间界面结构表征和缺陷检测方法。