發(fā)布時(shí)間：2017-08-07 11:18

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電葉片前緣超聲檢測(cè)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)合材料 風(fēng)電葉片 超聲檢測(cè) 膠接結(jié)構(gòu) 雙晶探頭 仿真

【摘要】：風(fēng)電葉片主要采用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制造而成。復(fù)合材料葉片的制造采用半成型合模技術(shù),即先將上殼體與下殼體分別成型,再通過(guò)結(jié)構(gòu)膠將兩者膠接成一體。由于葉片膠接過(guò)程為盲粘,難免會(huì)產(chǎn)生脫粘、缺膠等缺陷,對(duì)葉片膠接區(qū)域進(jìn)行超聲檢測(cè)是保障其整體質(zhì)量的重要方法。本文根據(jù)風(fēng)電葉片生產(chǎn)制造的實(shí)際情況,研究了采用超聲波檢測(cè)復(fù)合材料風(fēng)電葉片前緣膠接缺陷的技術(shù),分析了超聲場(chǎng)在前緣結(jié)構(gòu)分布情況,設(shè)計(jì)了用于檢測(cè)風(fēng)電葉片前緣膠接結(jié)構(gòu)的超聲波探頭。本文工作如下:(1)分析了葉片在制造過(guò)程中容易出現(xiàn)的缺陷類型,綜述了國(guó)內(nèi)外針對(duì)復(fù)合材料風(fēng)電葉片的無(wú)損檢測(cè)方法,分析了復(fù)合材料的超聲檢測(cè)特征。(2)本文以雙晶直探頭為研究對(duì)象,采用仿真模擬方法分析了雙晶直探頭的不同參數(shù)對(duì)聲束匯聚區(qū)特性的影響。仿真結(jié)果表明:1)隨著晶片尺寸的增加,聲束焦距、聲場(chǎng)匯聚區(qū)內(nèi)有效檢測(cè)范圍以及焦點(diǎn)聲壓幅值均增加;2)隨著晶片傾角的增加,聲束焦距、聲場(chǎng)匯聚區(qū)內(nèi)有效檢測(cè)范圍均減小,焦點(diǎn)聲壓幅值增加。同樣,探頭的晶片間距和楔塊尺寸會(huì)對(duì)聲束匯聚區(qū)產(chǎn)生影響,在進(jìn)行雙晶直探頭參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)應(yīng)考慮。這些結(jié)論對(duì)基于雙晶直探頭的前緣檢測(cè)提供了有益的指導(dǎo)。(3)建立風(fēng)電葉片前緣仿真模型,并利用CIVA軟件仿真對(duì)比了雙晶直探頭不同參數(shù)在葉片前緣結(jié)構(gòu)中的聲場(chǎng)分布。以探頭在葉片前緣結(jié)構(gòu)中聲束聚焦性好和聲壓幅值高為準(zhǔn)則,確定了雙晶直探頭的超聲頻率、晶片尺寸、傾角、晶片間距和楔塊厚度。(4)利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的雙晶直探頭對(duì)玻璃鋼試塊、葉片前緣試塊和帶有缺陷的葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,此探頭對(duì)葉片前緣膠接結(jié)構(gòu)的脫粘缺陷具有良好的檢測(cè)效果,缺陷回波明顯,盲區(qū)小,靈敏度高,信噪比高。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合材料 風(fēng)電葉片 超聲檢測(cè) 膠接結(jié)構(gòu) 雙晶探頭 仿真
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614;TB302.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題研究背景及意義14
• 1.2 復(fù)合材料風(fēng)電葉片簡(jiǎn)介14-17
• 1.2.1 復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展14-15
• 1.2.2 復(fù)合材料風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.2.3 復(fù)合材料風(fēng)電葉片的主要缺陷16-17
• 1.3 復(fù)合材料風(fēng)電葉片無(wú)損檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本課題研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 復(fù)合材料超聲檢測(cè)技術(shù)的基本原理20-27
• 2.1 超聲檢測(cè)的物理基礎(chǔ)20-23
• 2.1.1 超聲波的類型20
• 2.1.2 超聲場(chǎng)中的特征值20-22
• 2.1.3 超聲波垂直入射到平界面上時(shí)的反射和透射22-23
• 2.1.4 超聲波的衰減23
• 2.2 超聲波檢測(cè)缺陷的原理23-24
• 2.3 超聲檢測(cè)方法在復(fù)合材料缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 超聲檢測(cè)系統(tǒng)及超聲換能器聲場(chǎng)分析27-37
• 3.1 超聲檢測(cè)儀27-28
• 3.2 超聲波探頭28-30
• 3.3 超聲波雙晶探頭及聲場(chǎng)分析30-36
• 3.3.1 雙晶探頭結(jié)構(gòu)30-31
• 3.3.2 雙晶探頭結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算31-32
• 3.3.3 雙晶探頭聚焦區(qū)聲場(chǎng)分析32-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 風(fēng)電葉片前緣超聲仿真分析37-51
• 4.1 CIVA仿真軟件簡(jiǎn)介37-38
• 4.2 風(fēng)電葉片前緣的雙晶探頭聲場(chǎng)計(jì)算仿真38-45
• 4.2.1 試塊參數(shù)的設(shè)置38-39
• 4.2.2 探頭的選擇39-45
• 4.3 葉片前緣的缺陷響應(yīng)仿真45-50
• 4.3.1 缺陷結(jié)構(gòu)散射聲場(chǎng)模型45-48
• 4.3.2 模擬缺陷仿真48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 風(fēng)電葉片前緣膠接結(jié)構(gòu)的超聲檢測(cè)51-66
• 5.1 試樣制備51-53
• 5.1.1 標(biāo)準(zhǔn)試樣制備51-52
• 5.1.2 風(fēng)電葉片前緣脫粘缺陷試件制作52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)裝置53-55
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器53
• 5.2.2 超聲波探頭53-55
• 5.3 標(biāo)準(zhǔn)試件實(shí)驗(yàn)分析55-59
• 5.3.1 同直徑不同深度脫層缺陷的超聲檢測(cè)55-56
• 5.3.2 同深度不同直徑的脫層缺陷的超聲檢測(cè)56-59
• 5.4 葉片試件實(shí)驗(yàn)分析59-65
• 5.4.1 不同大小脫粘缺陷的超聲檢測(cè)59-62
• 5.4.2 不同深度脫粘缺陷的超聲檢測(cè)62-64
• 5.4.3 損傷葉片實(shí)驗(yàn)分析64-65
• 5.5 一發(fā)三收TR探頭超聲實(shí)驗(yàn)65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間發(fā)表論文和科研成果73

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1 王昌盛;風(fēng)電葉片前緣超聲檢測(cè)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

2 潘民政;渦輪葉片前緣端壁倒角作用機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 楊帆;渦輪葉片前緣氣膜冷卻的傳熱實(shí)驗(yàn)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

4 郭凱倫;跨聲速風(fēng)扇小葉片掠形設(shè)計(jì)數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：634387