收藏本站
《北京工业大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

胶接接头强度及环境退化的超声波无损定征

郑祥明  
【摘要】: 随着胶接工艺在航空航天工业上的应用越来越广泛,胶接接头缺陷的无损检测与强度的无损检测与评价自然也就越来越引起人们的关注。正是因为对胶接强度(包括疲劳强度)缺乏有效的无损评价方法,使得工程设计人员不敢轻易将胶接技术用于一些重要结构部位,影响了胶接工艺进一步的广泛应用。 胶接接头性能的无损评价是很困难的,早在二十世纪七十年代初期,胶接接头强度的无损检测与评价就引起了人们足够的重视,但是至今仍然没有得到令人满意的结果。在各种对胶接接头进行无损检测与评价的方法中,超声法是使用最多、也被认为是最有前景的方法。声—超声方法(AU方法)在被测板件厚度较薄时,板中传播的超声波模式主要是多模式的兰姆波。本文采用时频分析的方法,将AU信号中的兰姆波各模式在时频空间进行分离,在分析兰姆波信号组成和模式转换的基础上,采用普通平探头垂直耦合这种便捷的测试方式,对人工制备的Al合金弱化胶接接头及加速退化接头的超声波无损定征进行了研究。 本文采用时—频分析的方法对单层铝板中的AU信号进行了分析,通过将各信号分量在时频空间分离,并与Lamb波的理论时频分布曲线相比较,验证了AU信号在板厚较薄时实质上是多模式的Lamb波;通过对AU信号的时频分布进行时频重排和图像处理,提取了S0模和A1模的群速度频散曲线,实测曲线与理论频散曲线有较好的一致性。通过理论和数值分析,发现AU信号在时域上较靠后的“复杂”信号主要是各模式Lamb波反射信号的叠加,为AU信号的有效处理和数据的有效利用提供了依据。 对胶接接头中的AU信号进行了时频分析,分析了接头中信号的Lamb波组成,AU信号通过胶接接头后各信号分量经历了不同程度的“衰减”,并伴随有Lamb波的模式转换。归一化处理后,各主要模式频谱峰值与接头强度具有良好的线性关系。 对测得的胶接接头AU信号中主要信号分量S1模的频散特性进行了研究,S1模的群速度随接头强度变化的相对值较小,但绝对值较大,在接头搭接尺寸较大时利用频散特性的变化对胶接接头的强度进行定征将会获得较好的效果, WP=5 搭接区长度越大,定征结果也就越准确;胶接接头的频散特性对接头的内聚性能有一定的敏感性,但对粘附性能不敏感。 AU信号中主要分量S1模的能量分布密度随接头强度的降低,在时间轴上有后移的趋势,这一现象的主要原因是胶接接头对Lamb波模式的不均匀衰减。根据这一现象,通过FFT带通滤波在时域对S1模进行了分离,提取了信号包络的质心,发现质心位置与胶接接头的强度有很好的对应效果。 在胶接接头强度无损定征研究工作的基础上,对水浸加速退化的胶接接头的退化性能的定征进行了研究,Lamb波的衰减对胶接接头在水中的退化不敏感,而Lamb波的能量转移(模式转换)能够很好地反映胶接接头的退化规律。在接头尺寸较小的情况下,采用时频曲线的变化对胶接接头的退化进行定征所得到的精度并不高。因为频散特性的变化只取决于材料特性的变化,根本不受耦合条件的影响,因而具有相当好的鲁棒性,如果能够进一步提高测量精度,采用频散特性的变化对胶接接头进行性能定征的优越性是明显的。在加速退化条件下,信号中主要Lamb波模式——S1模的不均匀衰减对接头的性能退化不敏感。在对接头的退化性能进行的各种超声波定征尝试中,都发现了接头退化初期超声特征量的“异常”,产生这一现象的根本原因在于胶接接头的非平衡吸水,在非加速环境下,胶缝吸湿速度缓慢,接头性能退化的不均匀程度大大降低,可望得到更完美的定征结果。 由于兰姆波的复杂性,传统AU方法回避了对信号本质的分析,主要采用构造“应力波因子”的方法来度量材料中的相对能量耗散,进而评价材料的总体性能。这种方法带有较大的盲目性和一定的“试—错”性质。本文从信号时频分析的角度,指出了传统AU方法的合理性和局限性,鉴于薄板中AU信号的Lamb波本质,AU参数的选择和构造应在充分了解Lamb波频散特性的基础上、并在AU信号时频分析结果的指导下进行。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郑祥明,王维斌,史耀武;胶接接头的耐久性及其无损评价[J];甘肃工业大学学报;2002年04期
2 郑祥明,王维斌,史耀武;胶接接头的无损检测[J];无损检测;2003年04期
3 孔凡荣,游敏,郑小玲,杨春梅;搭接长度对胶接接头工作应力分布影响的数值分析[J];机械强度;2004年02期
4 永田宏二;吴钢;;金属胶接的设计与最新技术(2)——设计的注意事项和事例[J];粘接;1981年02期
5 纪东莲,王文先;胶焊技术与胶接接头的设计分析[J];汽车技术;1999年03期
6 关志东,吴爱国,王进;ASTM承剪胶接接头力学性能研究(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2004年02期
7 孔凡荣,游敏,郑小玲,杨春梅;间隙连接对胶接接头应力分布和强度的影响[J];宇航材料工艺;2004年04期
8 潘思曦;;胶接接头设计及检验方法[J];机械管理开发;2010年01期
9 刘跃进;;太阳能板与铝合金框架胶接接头力学性能分析[J];现代制造工程;2009年09期
10 牟德生;李万年;曹虎;张兆铭;;石羊河流域环境退化原因与整治战略对策[J];甘肃林业科技;2008年01期
11 马满珍,孟繁涛,孙能娃,贾磊;87-1胶胶接接头环境稳定性研究[J];宇航材料工艺;1993年02期
12 蔡运龙;中国西南岩溶石山贫困地区的生态重建[J];地球科学进展;1996年06期
13 孔凡荣;游敏;郑小玲;杨春梅;;胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响[J];航空材料学报;2006年04期
14 沃西源;涂彬;夏英伟;房海军;;复合材料胶接工艺和胶接接头内应力分析[J];航天返回与遥感;2008年01期
15 朱洪艳;李地红;张东兴;吴宝昌;陈玉勇;;孔隙率对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板湿热性能的影响[J];复合材料学报;2010年02期
16 赵丽滨;秦田亮;李嘉玺;付月;;复合材料结构三维有限元分析的材料参数[J];北京航空航天大学学报;2010年07期
17 王华锋;王宏雁;陈君毅;;胶接、胶焊与点焊接头剪切拉伸疲劳行为[J];同济大学学报(自然科学版);2011年03期
18 龚应水;用环氧树脂粘结剂修复承受动荷载的混凝土接缝[J];工业建筑;1989年05期
19 龚家栋,董光荣,李森,高尚玉,肖洪浪,申建友;黑河下游额济纳绿洲环境退化及综合治理[J];中国沙漠;1998年01期
20 赵伶丰;白光明;;复合材料胶接接头分析研究[J];航天器环境工程;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方晓敏;肖道荣;;水下耐高压容器用胶接技术探讨[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
2 陈彪;邱启艳;曹正华;;复合材料波纹梁与钛合金接头胶接共固化技术研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
3 徐念;李慧明;;环境教育——应对中国农村环境问题[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
4 任铮钺;张晓杰;;环氧树脂建筑结构胶粘剂增韧改性试验研究[A];第十三次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2009年
5 谢连庆;谢强;;可持续发展的核心——人口数量、资源消耗、环境退化三个零增长[A];济南市2005年学术年会论文集[C];2005年
6 周琳;;环境保护与经济发展的双赢[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
7 邬显敏;杨华清;;浅析硫化“三要素”在检修中的应用[A];第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2008年
8 王经武;曹晓萍;彭珂珊;王娟;;中国城市建设与地质灾害之分析与对策[A];第二届水土保持生态环境研讨会暨第六届海峡两岸水土保持学术研讨会论文集[C];2001年
9 金德钢;翁大朋;;自然生态工法理论与实践[A];首届长三角科技论坛——水利生态修复理论与实践论文集[C];2004年
10 徐天德;;青海高原生态灾害及防御对策[A];青海资源环境与发展研讨会论文集[C];1995年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 何平;水环境退化值得高度警惕[N];光明日报;2009年
2 王翰林 实习生 胡红菊;贫困是环境退化的最根本原因[N];科技日报;2004年
3 珍妮特·拉森;环境退化致鸟类处境危险[N];中国环境报;2005年
4 本报记者 赵世骞;巴音布鲁克草原环境退化趋势不可忽视[N];新疆日报(汉);2001年
5 本报记者 刘晓星;常熟依托生态转型提升竞争力[N];中国环境报;2009年
6 本报记者 李振玉;选择:寻求中国新世纪的走向[N];中国信息报;2002年
7 本报记者 章轲;“年度绿色人物”罗哈尼开列“十一五”环保“严峻问题”清单[N];第一财经日报;2006年
8 中国进出口银行经济研究部 严启发;只有发展才能最终解决环境问题[N];中国经济时报;2009年
9 别涛;环境安全国际讨论应当引起我国重视(未完待续)[N];中国环境报;2001年
10 本报记者 王擎;站在十字路口前抉择[N];中华工商时报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 郑祥明;胶接接头强度及环境退化的超声波无损定征[D];北京工业大学;2003年
2 吕建刚;复合材料胶接及异材焊接界面形变与断裂的实验研究[D];清华大学;1994年
3 王永瑜;环境经济综合核算问题研究[D];厦门大学;2006年
4 谷东起;山东半岛潟湖湿地的发育过程及其环境退化研究——以朝阳港潟湖为例[D];中国海洋大学;2003年
5 韦双颖;湿单板制造人造薄木技术及胶接体系老化机理研究[D];东北林业大学;2008年
6 Opoku George(乔治);发展中国家建筑利用太阳能和风能技术的持续环境应用研究[D];同济大学;2005年
7 张鑫;区域生态环境需水量与水资源合理配置[D];西北农林科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐剑;中国农村人口、贫困与环境退化研究[D];吉林大学;2004年
2 范杰;发动机控制器的封装胶接层耐久性研究[D];上海交通大学;2012年
3 滕晓磊;液相氧化处理木粉/聚乙烯复合材料胶接接头的耐久性研究[D];东北林业大学;2012年
4 谢雯婷;生态补偿政策的缓贫作用研究[D];兰州大学;2009年
5 徐修祝;高聚物胶接界面裂纹应力应变分布的研究[D];南京工业大学;2005年
6 邵薪运;中国人口发展、贫困与环境退化研究[D];吉林大学;2006年
7 何明;环境资源可持续发展的法制思考[D];贵州大学;2007年
8 刘凤;玻璃钢管道与钢管及钢管件胶接技术研究[D];大庆石油大学;2006年
9 郑力斐;非洲人口增长与环境退化[D];上海师范大学;2008年
10 李智;胶接接头动态应力分布的数值分析[D];三峡大学;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978