【摘要】：飛行器翼面蒙皮損傷會嚴(yán)重影響飛行器的飛行安全,目前國內(nèi)外對于其無損檢測多以手工操作為主,手工檢測成本高、效率低并且無法保障檢測的全面性。實現(xiàn)飛行器翼面蒙皮的自動化無損檢測已成為當(dāng)前的研究熱點。本文設(shè)計了由搭載平臺、UR10機(jī)械臂、超聲相控陣檢測裝置組成的無損檢測系統(tǒng),并對搭載平臺及該檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下:一、根據(jù)技術(shù)要求,設(shè)計無損檢測系統(tǒng)搭載平臺結(jié)構(gòu),并對搭載平臺工作裝置的液壓原理進(jìn)行研究。二、對無損檢測系統(tǒng)搭載平臺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,從靜態(tài)角度驗證整機(jī)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。三、對無損檢測系統(tǒng)搭載平臺的臂架變幅平穩(wěn)性進(jìn)行研究,基于ADAMS對大臂變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,同時,通過加設(shè)阻尼網(wǎng)路的方式改進(jìn)變幅液壓回路。最后,運(yùn)用ADAMS與AMESim軟件對改進(jìn)前后的臂架變幅系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真,仿真結(jié)果表明,經(jīng)過改進(jìn),臂架的變幅平穩(wěn)性顯著提高。四、明確該無損檢測系統(tǒng)的集成方案,為保證檢測效果,對比分析檢測方案,同時基于ADAMS對搭載平臺調(diào)平機(jī)構(gòu)調(diào)平精度進(jìn)行優(yōu)化。在完成搭載平臺樣機(jī)試制后,測試其性能。最后,集成該檢測系統(tǒng)并進(jìn)行無損檢測試驗,驗證了該集成方案的可行性。綜上所述,本課題的研究成果為飛行器翼面蒙皮的半自動化、自動化無損檢測實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ),并對單缸三鉸點變幅機(jī)構(gòu)的變幅平穩(wěn)性研究及靜液壓調(diào)平機(jī)構(gòu)調(diào)平精度優(yōu)化有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

本課題來源于企業(yè)合作項目：復(fù)合材料自動檢測系統(tǒng)開發(fā)與集成項目。統(tǒng)用于飛行器翼面復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件（蒙皮）缺陷的原位接觸、數(shù)字化、無損檢測。課題研究背景與意義飛行器蒙皮具有形成和維持飛行器氣動外形的作用，同時能夠承受局部，并將其傳遞到相連的機(jī)身骨架上，受力比較復(fù)雜，另外，由于蒙皮在中長期暴露，會產(chǎn)生脫粘、分層、裂紋等缺陷[1]。其中，飛行器翼面部分飛行器結(jié)構(gòu)中極易產(chǎn)生損傷的部分，翼面蒙皮損傷而引發(fā)的飛行事故屢因而為保證飛行器的飛行安全 ，要定期對飛行器翼面蒙皮進(jìn)行無損探傷通過無損檢測設(shè)備對飛行器翼面蒙皮的檢測，可確定其腐蝕程度和內(nèi)部無[2]。對于飛行器翼面蒙皮的無損檢測國內(nèi)外還是以人工檢測為主，人工檢測圖 1.1 所示：

對于超聲相控陣技術(shù)已經(jīng)取得了一定的研究成果。2003 年，，清華大學(xué)的鮑研制了一款超聲相控陣檢測實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備 16 通道，有很高的發(fā)射延辨率，并且對于噪聲抑制及相位控制有較好效果[24]。2007 年，中北大學(xué)的楊計了一套超聲相控陣檢測設(shè)備的觸發(fā)系統(tǒng)，該實驗系統(tǒng)的延時分辨率較高[25]009 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的趙艷領(lǐng)對超聲相控陣檢測設(shè)備的軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計過二位線性差值方法提高了采集圖像的質(zhì)量，并解決了軟件側(cè)內(nèi)存泄漏問題[2012 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的婁久通過 Microsoft.net 開發(fā)了一款超聲相控陣自動系統(tǒng)，在無損檢測過程中，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集和成像[27]。本課題選用的超聲相控陣檢測設(shè)備為英國 sonatest 公司的 WP2-5MHz-64E陣滾輪探頭和 VEO+(32:64PR)相控陣探傷儀，該檢測設(shè)備成熟可靠，如下圖 圖 1.4 所示。滾輪探頭為便攜式檢測設(shè)備，沒有自動控制探頭的裝置，需要人控制探頭的移動，移動時借助編碼器完成對檢測數(shù)據(jù)的采集，其檢測過程如 1.5。在檢測過程中，探頭和編碼器對應(yīng)的滾輪都需要和翼面蒙皮表面貼合，完成對相關(guān)缺陷數(shù)據(jù)的采集。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V267;V215

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉昆;李世中;王寶祥;;基于UR機(jī)器人的直接示教系統(tǒng)研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2015年28期

2 蒙楊超;董自安;肖澤樺;王珂;;曲臂式高空作業(yè)車液壓系統(tǒng)設(shè)計及研究[J];流體傳動與控制;2015年01期

3 杜玉龍;劉莉娟;;異構(gòu)雙缸串聯(lián)調(diào)平機(jī)構(gòu)鉸點布置研究及優(yōu)化[J];建筑機(jī)械化;2014年07期

4 羅云林;耿智軍;;基于超聲相控陣的飛機(jī)蒙皮檢測技術(shù)研究[J];測控技術(shù);2014年05期

5 孫鑫彤;余家斌;趙廣朋;俞鋒;;超聲相控陣檢測起落架焊縫系統(tǒng)研究[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2013年10期

6 孫英飛;羅愛華;;我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年12期

7 婁久;李秀坤;王春雨;;超聲相控陣無損檢測自動成像系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J];實驗室研究與探索;2012年04期

8 彭學(xué)娟;李麗君;沈玉鳳;剛憲約;;拖拉機(jī)駕駛室聲場分析中的邊界元法研究[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車;2010年03期

9 姚平喜;閆志明;楊世春;;負(fù)載敏感平衡閥的性能分析與數(shù)字仿真[J];液壓氣動與密封;2009年02期

10 王欣;宋曉光;滕儒民;王益華;趙福令;;基于MATLAB高空作業(yè)車電液比例調(diào)平系統(tǒng)仿真研究[J];機(jī)床與液壓;2008年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 滕儒民;高空作業(yè)車臂架系統(tǒng)快速設(shè)計及其運(yùn)動規(guī)劃研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 鮑曉宇;相控陣超聲檢測系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];清華大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 夏炎;多關(guān)節(jié)機(jī)械臂軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 王吉照;伸縮臂高空作業(yè)車臂架變幅振動抑制研究[D];大連理工大學(xué);2016年

3 周瓊;環(huán)錠紡自動接頭機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 陳磊;飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人曲率自適應(yīng)姿態(tài)控制策略研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

5 高凌

本文編號：2658348