本文關(guān)鍵詞：飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕渦流檢測技術(shù)研究

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【摘要】：飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的隱藏腐蝕,如機(jī)翼、機(jī)身蒙皮搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐蝕,損傷比較隱蔽,難以及時發(fā)現(xiàn),嚴(yán)重威脅著飛行安全。渦流無損檢測技術(shù)以其檢測速度快、檢測準(zhǔn)確性高以及非接觸等優(yōu)點在飛機(jī)定期的檢測中得到了廣泛應(yīng)用。針對上述情況,本文開展了飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕渦流檢測技術(shù)研究。論文的主要研究成果如下:(1)構(gòu)建無限大任意層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方通有正弦交流電的圓柱形互感式渦流傳感器的解析模型,將空間區(qū)域相應(yīng)的磁場與矢量磁位邊界條件代入Maxwell方程組,采用截斷區(qū)域特征函數(shù)級數(shù)展開式法,求導(dǎo)出圓柱形互感式渦流傳感器放置于多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方時檢測線圈阻抗變化量的級數(shù)表達(dá)式。之后使用Mathematica與CIVA軟件分別計算了渦流傳感器置于不同厚度的單層導(dǎo)電平板上方時,檢測線圈阻抗的變化量。兩種方法的計算結(jié)果基本相同,驗證了級數(shù)表達(dá)式的正確性。(2)在CIVA中構(gòu)建三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)渦流檢測的數(shù)值模型,根據(jù)渦流傳感器激勵線圈在鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的渦流場強(qiáng)度分布,改進(jìn)了傳感器的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同外徑與截面形狀的傳感器線圈對鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的響應(yīng)結(jié)果,優(yōu)化了傳感器的尺寸參數(shù)。根據(jù)不同檢測率與提離高度下渦流傳感器對鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的響應(yīng)結(jié)果,得出了最佳的檢測參數(shù)。提高了檢測靈敏度。(3)通過研究與分析現(xiàn)實中飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部常見腐蝕缺陷的特征,運用CIVA在三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)模型內(nèi)部加入不同尺寸與埋深的矩形空氣缺陷,計算出渦流傳感器對不同尺寸與不同埋深缺陷的響應(yīng)結(jié)果,得出檢測線圈阻抗變化量幅值與相位隨矩形空氣缺陷尺寸與埋深的變化規(guī)律,并總結(jié)出定量飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷邊界、深度與埋深的方法。(4)根據(jù)飛機(jī)多層搭接結(jié)構(gòu)特點,使用LY12鋁板制作了帶有人工缺陷的三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)渦流檢測參考試塊。之后根據(jù)第3章中優(yōu)化渦流傳感器的結(jié)論,制作了一款用于檢測飛機(jī)多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐蝕缺陷的傳感器。接著模擬實際空氣中的鹽霧與酸性氣體,配制了酸性氯化鈉腐蝕溶液,令其與LY12鋁板反應(yīng),加工制作了帶有模擬自然腐蝕缺陷的飛機(jī)三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)試件。通過對比參考試塊與模擬自然腐蝕缺陷試件中缺陷的阻抗信號,并結(jié)合第4章中對腐蝕缺陷定量方法,較為準(zhǔn)確地定量出模擬自然缺陷的邊界、埋深以及腐蝕深度。
【關(guān)鍵詞】：飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕 渦流檢測 線圈阻抗變化量的級數(shù)表達(dá)式 CIVA 提高檢測靈敏度 腐蝕缺陷定量
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V267
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 渦流檢測技術(shù)概論9-11
• 1.2.1 渦流檢測原理9-10
• 1.2.2 集膚效應(yīng)與渦流的滲透深度10
• 1.2.3 渦流檢測中的阻抗分析法10-11
• 1.3 CIVA仿真軟件介紹11-12
• 1.4 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)腐蝕缺陷渦流檢測研究進(jìn)展及介紹12-13
• 1.5 論文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點13-16
• 1.5.1 選題的依據(jù)與意義13-14
• 1.5.2 研究的主要內(nèi)容14-15
• 1.5.3 論文的創(chuàng)新點15-16
• 第2章 多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方圓柱形互感式渦流傳感器檢測線圈阻抗變化量的計算及驗證16-28
• 2.1 渦流傳感器檢測線圈阻抗變化量積分表達(dá)式的求解16-22
• 2.2 渦流傳感器檢測線圈阻抗級數(shù)表達(dá)式的求解22-24
• 2.3 渦流傳感器檢測線圈阻抗級數(shù)解析解的計算及驗證24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 提高多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷渦流檢測靈敏度的仿真研究28-42
• 3.1 三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)的渦流場分布28-31
• 3.2 渦流傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計31-33
• 3.3 優(yōu)化渦流傳感器尺寸參數(shù)的仿真研究33-38
• 3.3.1 渦流傳感器線圈外徑的優(yōu)化34-35
• 3.3.2 渦流傳感器線圈橫截面形狀的優(yōu)化35-38
• 3.4 渦流檢測時提離高度的變化對缺陷檢測靈敏度的影響38-39
• 3.5 渦流檢測頻率的變化對檢測靈敏度的影響39-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷渦流檢測的仿真研究42-58
• 4.1 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷的形態(tài)與特征42-44
• 4.1.1 電偶腐蝕42-43
• 4.1.2 縫隙腐蝕43
• 4.1.3 晶間腐蝕43-44
• 4.1.4 剝蝕44
• 4.2 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷渦流檢測的仿真研究44-52
• 4.2.1 傳感器對不同長度矩形缺陷的響應(yīng)45-48
• 4.2.2 傳感器對不同寬度矩形缺陷的響應(yīng)48-49
• 4.2.3 傳感器對不同埋深矩形缺陷的響應(yīng)49-50
• 4.2.4 傳感器對不同深度矩形缺陷的響應(yīng)50-52
• 4.3 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷的定量研究52-57
• 4.3.1 矩形腐蝕缺陷邊界的定量研究52-55
• 4.3.1.1 矩形腐蝕缺陷寬度與線圈阻抗變化量幅值之間的關(guān)系52-54
• 4.3.1.2 矩形腐蝕缺陷邊界的確定方法54-55
• 4.3.2 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層矩形腐蝕缺陷深度和埋深的定量研究55-56
• 4.3.3 矩形缺陷阻抗信號之間的矢量合成關(guān)系56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷渦流檢測的實驗研究58-73
• 5.1 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷渦流檢測參考試塊的制作58-60
• 5.2 渦流傳感器的制作60-64
• 5.2.1 線圈骨架的制作61-62
• 5.2.2 線圈的繞制62
• 5.2.3 線圈外殼的制作62-63
• 5.2.4 渦流傳感器的組裝63-64
• 5.3 渦流檢測儀器的介紹64
• 5.4 渦流檢測儀器的調(diào)試與實驗64-68
• 5.4.1 渦流檢測儀器的標(biāo)定64-65
• 5.4.2 渦流檢測比較試驗65-68
• 5.4.3 檢測結(jié)果分析68
• 5.5 飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕缺陷渦流檢測的定量實驗68-72
• 5.6 本章小節(jié)72-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-76
• 6.1 論文總結(jié)73-74
• 6.2 論文展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 研究生期間發(fā)表論文情況79-80
• 致謝80-81
• 附錄81-83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 范孟豹;黃平捷;葉波;侯迪波;張光新;周澤魁;;多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電渦流檢測探頭阻抗解析模型及數(shù)值計算[J];機(jī)械工程學(xué)報;2009年06期

2 朱絨霞,馬康民,徐可為,杜紅亮;沿海某型飛機(jī)鎂合金零部件腐蝕與表面防護(hù)[J];輕金屬;2004年06期

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本文編號：874789