基于锁相红外热像理论的无损检测及疲劳性能研究
【摘要】:复合材料网格加筋结构是目前认为有前景的新一代先进复合材料构型,它综合了新材料技术和新结构设计的优点,以可设计性和多种优良性能而得到广泛应用。然而,复合材料网格加筋结构在研制、生产、应用的过程中,会不可预知的产生各类缺陷,这将严重限制其使用性能和应用前景。疲劳破坏是飞机、船舶、汽车以及建筑物等重要的失效形式之一,疲劳破坏经常发生在低应力水平下,而且具有突然性和不可预知性,因此并未得到人们的足够重视。鉴于以上因素,本研究基于锁相红外热成像理论对含不同缺陷类型的复合材料网格加筋结构试件进行了无损检测,并对含缺陷的疲劳试件和焊接接头进行了实时健康检测,在此基础上进而得到了其相关疲劳性能指标。本文的研究工作是基于国家自然科学基金“先进复合材料网格结构共固化工艺与软模成型参数优化分析”(N0.10702012)、工业装备分析国家重点实验室自主研究课题“基于热像法测定金属疲劳特性的实验与机理研究”(S08204)以及国家自然科学基金“基于能量耗散与结构损伤的金属疲劳机理研究与工程应用”(N0.11072045)展开的。本文的主要研究工作如下:
1.基于锁相红外热成像理论的复合材料网格加筋结构的无损检测
复合材料网格加筋结构由于其自身优良性能得到了广泛的应用,但常规检测方法并不能有效地对其可能存在的各种缺陷进行无损检测,这样就限制了它的适用范围和应用领域。本文基于锁相红外热成像理论,对其可能存在的夹杂、开裂、脱粘等缺陷进行了无损检测,并用法国Cedip公司开发的红外热像系统进行了验证。讨论了检测时选取的加载频率、加载强度等参数对检测结果的影响,并结合拉伸力学实验,对帽型加筋复合材料层合板进行检测,实现了未知缺陷的锁相红外热成像无损检测。
2.含缺陷疲劳试件的无损检测及其疲劳性能分析
疲劳破坏大量存在于工业生产和人们的日常生活中,疲劳事故的发生危险性和破坏性都很大,然而对疲劳情况进行实时监测并预知其发生是很困难的。本文对含不同缺陷类型的疲劳试样进行了光激励加载下的无损检测,讨论了检测频率、缺陷面积等因素和检测精度之间的关系,指出检测频率是检测成功与否的关键因素。确定了热弹性应力集中系数并分析了加载应力幅对其影响,通过Lung法快速测定了构件的疲劳极限,并讨论了缺陷深度对疲劳极限的影响。
3.基于定量热像法的焊接构件疲劳性能评估
焊接构件疲劳性能评估是焊接结构设计需要考虑的重要环节,焊缝区存在应力集中和残余应力是焊接结构最危险的区域,目前对焊接结构寿命预测要求准确可靠,需要发展新的有效的评估体系以解决传统方法的不足。作者基于焊接构件的实际工作环境,考虑恒定平均应力的影响,建立了快速预测疲劳参数和残余寿命的模型。通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演变过程,克服了传统疲劳试验方法的局限性,实现了实时健康检测。
|
|
|
|
1 |
;第八届全国无损检测会议暨国际无损检测技术研讨会预交会议费用通知——(第四号通知)[J];无损检测;2003年03期 |
2 |
;第八届全国无损检测大会暨国际无损检测技术研讨会及第九届电力行业无损检测会议等活动的紧急通知[J];无损检测;2003年05期 |
3 |
周克印,邓宗白,姚恩涛,胡明敏,曲民兴;浅议航空专业本科阶段无损检测教学内容的安排[J];无损检测;2003年06期 |
4 |
;《无损检测标准网》开通[J];无损探伤;2004年06期 |
5 |
;无损检测有哪些应用?[J];电子质量;2005年12期 |
6 |
刘晴岩;;中国无损检测高等教育访英代表团2005年9月对英国几所大学进行了参观访问[J];无损检测;2005年11期 |
7 |
李婧;;无损检测在压力容器生产中的应用[J];河南科技;2010年14期 |
8 |
田;;受压部件的无损检测[J];压力容器;1985年05期 |
9 |
;中国船舶工业总公司建立无损检测中心[J];科技信息;1987年10期 |
10 |
;第四届无损检测技术交流会[J];中国电机工程学报;1988年01期 |
11 |
;《无损检测工艺学》即将出版[J];锅炉技术;1988年06期 |
12 |
李晋玉;;无损检测方法选用指南[J];仪表工业;1988年04期 |
13 |
郭成彬;无损检测学会第七届年会、展览会及国际无损检测学术研讨会在汕头召开[J];应用声学;2000年01期 |
14 |
许军,罗飞路,张耀辉;多传感器信息融合技术在无损检测中的应用研究[J];无损检测;2000年08期 |
15 |
克非;国内第一家无损检测监理公司成立[J];无损检测;2000年09期 |
16 |
卢孝文;西南地区第七次无损检测学术交流会在贵阳市召开[J];无损检测;2000年09期 |
17 |
胡超;无损检测技术在日本冶金工业中的应用(上)[J];冶金自动化;2001年02期 |
18 |
马宏伟;成像无损检测中缺陷的分类与面积计算[J];仪器仪表学报;2001年S2期 |
19 |
刘莹,张记龙;材料的红外无损检测技术及其进展[J];测试技术学报;2001年04期 |
20 |
张虎生,兰樟松,张炎孙,沈健;雷达无损检测技术及其在钢混构(物)件质量检测中的应用效果[J];江西地质;2001年01期 |
|