本文關(guān)鍵詞：隔熱瓦材料與基體黏接缺陷檢測的實驗研究

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【摘要】：超音速飛行器需要長時間在大氣層中高速飛行,因氣流沖擊摩擦造成的熱環(huán)境極其惡劣,飛機表面溫度相當高,要保證機身的安全,必須有效阻止熱量向飛機內(nèi)部擴散。陶瓷纖維隔熱瓦經(jīng)過數(shù)十年的研制,其隔熱性能已經(jīng)明顯提高,已經(jīng)能夠滿足飛行器的隔熱要求。陶瓷纖維隔熱瓦使用航天專用粘膠,采用特殊技術(shù)與機身黏接在一起,在高速氣流的沖擊下,要保證黏接牢固,不被掀翻,然而由于生產(chǎn)工藝的誤差,往往會造成黏接缺陷的出現(xiàn),引發(fā)各種災(zāi)難性事故。因此必須有效的檢測與評價這些黏接缺陷。目前,黏接缺陷的檢測主要分為脫粘缺陷檢測和黏接強度檢測,本文所研究的主要是針對黏接缺陷的識別問題,提供一種快速有效的方法,使之能夠指導(dǎo)工程實際的操作。另外對不同黏接缺陷構(gòu)件黏膠層的應(yīng)力分布進行了ANSYS有限元模擬,研究了黏接缺陷對黏接強度的影響。本文通過能譜實驗對材料的組分及配比作出了分析,用以研究材料內(nèi)部聲速的問題。通過SEM電鏡掃描對材料的各向異性特征、孔隙特征以及黏結(jié)特征作出了分析,用來定性判斷材料可能的破壞方式以及研究應(yīng)力波在材料內(nèi)部的衰減情況。通過壓縮實驗分析了材料的強度、彈性性能和變形能力等基本力學(xué)特性特性,為沖擊回波實驗時施加的沖擊力提供依據(jù)。利用核磁共振技術(shù),對材料的孔隙度等基本物理性能進行了分析,并且通過核磁共振層析成像,進行了壓縮試件微觀破壞的分析。在了解了材料基本性能的基礎(chǔ)上,采用沖擊回波檢測技術(shù),檢測隔熱瓦材料與基板黏貼過程中出現(xiàn)的黏接缺陷。在試件制作過程中,設(shè)置了黏接缺陷,通過研究有缺陷點和無缺陷點信號的差別來判斷是否存在黏接缺陷。同時又設(shè)置了不同大小的黏接缺陷,以此來研究沖擊回波檢測技術(shù),在檢測過程中識別缺陷的精度。并且采用MATLAB小波分析技術(shù)對采集到的時域信號進行分析,得出了有黏接缺陷區(qū)域和無黏接缺陷區(qū)域信號的基本規(guī)律。本文最后利用有限元分析軟件ANSYS研究了黏接缺陷尺寸及黏接缺陷位置對黏膠層應(yīng)力分布的影響。
【關(guān)鍵詞】：隔熱瓦 黏接缺陷 沖擊回波 小波分析 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V267
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 隔熱瓦材料的發(fā)展及研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外隔熱瓦材料的發(fā)展及研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)隔熱瓦材料的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 無損檢測的研究進展及現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 無損檢測定義13
• 1.3.2 航空領(lǐng)域的無損檢測13-14
• 1.3.3 國內(nèi)外沖擊回波無損檢測的發(fā)展及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 小波分析理論介紹15-16
• 1.4.1 小波分析的由來15
• 1.4.2 小波分析的特點15-16
• 1.4.3 MATLAB小波工具箱16
• 1.5 本文的研究思路與內(nèi)容16-17
• 第2章 材料基本性能研究17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 隔熱瓦能譜及微觀結(jié)構(gòu)分析17-18
• 2.3 材料壓縮性能研究18-22
• 2.3.1 實驗設(shè)計18-19
• 2.3.2 層合方向壓縮曲線及分析19-20
• 2.3.3 非層合方向壓縮曲線及分析20-22
• 2.4 基于核磁共振的隔熱瓦孔隙分析及層析成像22-27
• 2.4.1 孔隙度測試22-25
• 2.4.2 材料的MRI成像25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于沖擊回波法的隔熱瓦黏接缺陷檢測28-46
• 3.1 引言28
• 3.2 沖擊回波原理28-30
• 3.2.1 沖擊回波基本原理介紹28
• 3.2.2 應(yīng)力波的反射原理28-30
• 3.2.3 方法可行性分析30
• 3.3 沖擊回波實驗設(shè)計30-34
• 3.3.1 實驗材料30-32
• 3.3.2 隔熱瓦材料聲速測定32-33
• 3.3.3 試件設(shè)計33-34
• 3.4 實驗儀器介紹34-35
• 3.5 沖擊回波實驗的數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析35-37
• 3.5.1 測點布置35
• 3.5.2 檢測結(jié)果35-36
• 3.5.3 實驗結(jié)論36-37
• 3.6 不同尺寸黏接缺陷對沖擊回波信號采集的影響37-39
• 3.6.1 實驗設(shè)計37-38
• 3.6.2 沖擊回波檢測結(jié)果及分析38-39
• 3.7 基于小波分析的沖擊回波信號處理39-45
• 3.7.1 MATLAB小波分析概述39-41
• 3.7.2 沖擊回波信號的小波分解41-45
• 3.8 本章小結(jié)45-46
• 第4章 黏膠層應(yīng)力分布的數(shù)值模擬46-51
• 4.1 引言46
• 4.2 隔熱瓦黏接構(gòu)件黏膠層應(yīng)力分布的數(shù)值模擬46-50
• 4.2.1 有限元模型的建立46-47
• 4.2.2 黏接缺陷尺寸對應(yīng)力分布的影響47-48
• 4.2.3 黏接缺陷位置對應(yīng)力分布的影響48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻52-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果56-57
• 致謝57-58
• 作者簡介58

【參考文獻】

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本文編號：885328