粘接結(jié)構(gòu)由于其高比強度與比模量、優(yōu)良減震性能以及制造工藝簡單等特點,在航空、航天和軍工等重要領(lǐng)域被廣泛使用。粘接強度過低引起的粘接失效是粘接結(jié)構(gòu)事故頻發(fā)的主要原因。為通過界面粘接質(zhì)量（Interfacial Bonding Quality）IBQ來判斷粘接結(jié)構(gòu)的粘接強度,本文作了如下工作:基于聲波基礎(chǔ)理論和準(zhǔn)靜態(tài)（Quasi-Static Model）QSM模型,建立了超聲波在雙層粘接結(jié)構(gòu)中傳播的數(shù)學(xué)模型。數(shù)值仿真結(jié)果表明:介質(zhì)厚度增加后透射峰個數(shù)增多;粘接體由“軟”變“硬”時（材料聲阻抗大視為硬,聲阻抗小則視為軟）,透射系數(shù)降低;增大界面剛度系數(shù)后透射系數(shù)增加,且增加速度先快后慢;透射峰頻率隨剛度系數(shù)增加向高頻移動,發(fā)生“峰值漂移”現(xiàn)象。根據(jù)聲波傳播特性,利用彈簧模型建立了一種基于時間延遲譜的聲學(xué)檢測數(shù)學(xué)模型。研究了無薄層、0.3mm、0.6mm、0.9mm樹脂薄層在不同界面剛度系數(shù)下的延遲時間,仿真結(jié)果表明:隨著界面剛度的增大,峰值延遲時間逐漸減小;峰值共振頻率只與薄層厚度有關(guān),厚度越大,峰值延遲時間越長,共振頻率越小。對比仿真與實驗結(jié)果,0.3mm厚薄層誤差最大為17%,0.6m... 

【文章來源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 粘接結(jié)構(gòu)超聲檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 振動檢測法
        1.2.2 傳播檢測法
        1.2.3 其它檢測方法
    1.3 超聲透射法
    1.4 本論文的研究目的與研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
2 聲波傳播特性
    2.1 超聲波的基本參數(shù)
        2.1.1 聲速
        2.1.2 聲壓
        2.1.3 質(zhì)點振動速度
        2.1.4 速度勢函數(shù)
    2.2 聲波在界面的傳播
        2.2.1 垂直入射
        2.2.2 斜入射
    2.3 聲波透射單層介質(zhì)
    2.4 本章小結(jié)
3 聲波在雙層粘接結(jié)構(gòu)中的傳播特性
    3.1 粘接界面的彈簧模型
    3.2 空氣耦合超聲檢測
        3.2.1 聲波垂直入射
        3.2.2 聲波斜入射
    3.3 接觸式超聲波檢測
        3.3.1 聲波斜入射
        3.3.2 聲波垂直入射
    3.4 本章小結(jié)
4 超聲時間延遲譜方法檢測薄層界面粘接特性
    4.1 聲波傳播的物理模型
    4.2 聲波在粘接界面中傳播的本構(gòu)方程
    4.3 數(shù)值仿真結(jié)果
        4.3.1 數(shù)學(xué)模型仿真結(jié)果
        4.3.2 PZflex仿真結(jié)果
    4.4 橡膠薄層界面黏結(jié)特性的超聲檢測
        4.4.1 超聲檢測設(shè)備及方法
        4.4.2 實驗材料
        4.4.3 實驗結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 雙層粘接結(jié)構(gòu)超聲透射實驗
    5.1 實驗設(shè)備
        5.1.1 超聲檢測裝置
        5.1.2 超聲換能器的選擇
    5.2 試樣參數(shù)的測量
        5.2.1 材料縱波聲速的測量
        5.2.2 材料橫波聲速的測量
    5.3 空耦超聲波垂直入射雙層板檢測實驗
        5.3.1 實驗材料準(zhǔn)備
        5.3.2 實驗結(jié)果與討論
    5.4 接觸式超聲透射檢測實驗
        5.4.1 實驗材料準(zhǔn)備
        5.4.2 實驗結(jié)果與討論
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
碩士研究生期間研究成果
附錄Ⅰ
附錄Ⅱ
附錄Ⅲ


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼-鉛粘接結(jié)構(gòu)的粘接強度對超聲體波反射與透射特性的影響[J]. 孫凱華,李建文,孫朝明,葛繼強,王增勇,高偉.  應(yīng)用聲學(xué). 2019(01)
[2]粘接結(jié)構(gòu)中垂直入射縱波的準(zhǔn)靜態(tài)模型解[J]. 丁俊才,吳斌,何存富.  工程力學(xué). 2018(01)
[3]縱波在含有線性粘滯粘接層的粘接結(jié)構(gòu)中的傳播[J]. 丁俊才,吳斌,何存富.  復(fù)合材料學(xué)報. 2017(08)
[4]涂層界面剛度的超聲數(shù)值仿真檢測[J]. 王興國,吳文林,陳正林,吳南星.  復(fù)合材料學(xué)報. 2017(06)
[5]粘接結(jié)構(gòu)質(zhì)量超聲檢測和信號處理方法[J]. 張震,曾亮,張永華,李秋鋒,習(xí)璐穎.  失效分析與預(yù)防. 2014(02)
[6]浸水斜入射條件下黏接結(jié)構(gòu)的透射特性研究[J]. 吳斌,張婧,邱兆國,何存富.  機械工程學(xué)報. 2013(10)
[7]金屬殼體粘接結(jié)構(gòu)件的超聲檢測[J]. 李建文,王增勇,湯光平.  無損檢測. 2010(04)
[8]Measurement of Attenuation of Ultrasonic Propagating through the Thin Layer Media with Time Delay Spectrum[J]. WANG Xingguo1, 2, CHANG Junjie2, SHAN Yingchun2, TIE Shaodong2, YAO Man1, and XU Jiujun2, 1 School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2 Transportation & Logistics Engineering College, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(01)
[9]固體火箭發(fā)動機結(jié)構(gòu)粘接質(zhì)量的聲-超聲檢測[J]. 艾春安,劉瑜,趙文才,尼濤.  無損檢測. 2009(12)
[10]超聲波在薄膜介質(zhì)中傳播衰減的評價方法[J]. 王興國,常俊杰,徐久軍,單英春,王旭東,姚曼.  中國表面工程. 2008(05)

博士論文
[1]碳纖維復(fù)合材料孔隙率超聲檢測與評價技術(shù)研究[D]. 李釗.浙江大學(xué) 2014
[2]缸套耐磨涂層及界面特性的無損檢測研究[D]. 王興國.大連理工大學(xué) 2010
[3]膠接接頭強度及環(huán)境退化的超聲波無損定征[D]. 鄭祥明.北京工業(yè)大學(xué) 2003
[4]相控陣超聲檢測系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 鮑曉宇.清華大學(xué) 2003

碩士論文
[1]AZ31鎂合金粘接結(jié)構(gòu)粘接質(zhì)量的非線性超聲評價[D]. 喬丹.大連理工大學(xué) 2019
[2]硅探測器結(jié)構(gòu)中激光超聲及粘接缺陷檢測研究[D]. 張弼興.南京理工大學(xué) 2017
[3]固體層狀介質(zhì)中的超聲波傳播特性研究[D]. 陳正林.景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué) 2016
[4]基于斜入射的粘接結(jié)構(gòu)中超聲波傳播特性的研究[D]. 張婧.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[5]不等厚金屬非金屬復(fù)合構(gòu)件的相控陣超聲脫粘檢測技術(shù)研究[D]. 李媛.中北大學(xué) 2008
[6]多層金屬粘接結(jié)構(gòu)粘接質(zhì)量的超聲檢測[D]. 徐猛.中國工程物理研究院 2007
[7]基于超聲的粘接性能檢測研究[D]. 薛峰.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[8]基于相控陣超聲脫粘檢測系統(tǒng)研究[D]. 趙霞.中北大學(xué) 2006
[9]超聲相控陣探傷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 江帆.天津大學(xué) 2005
[10]多界面超聲脫粘檢測的方法研究及信號處理[D]. 陳友興.華北工學(xué)院 2004



本文編號：3057074