為了定量描述蜂窩夾層結(jié)構(gòu)敲擊檢測中敲擊頭持力時間與脫粘缺陷直徑和面板特性的依賴關(guān)系,建立了敲擊過程的力學(xué)模型,推導(dǎo)和分析了持力時間隨缺陷直徑和面板拉力的變化情況,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)做了擬合和比較。結(jié)果表明,在擬合的面板拉力取值下,模型計算值與試驗(yàn)值吻合較好。模型可用來計算持力時間的數(shù)值和分析持力時間的變化趨勢。對于同一面板的脫粘缺陷,持力時間隨缺陷直徑的增大而增大。對于同種材料面板的相同直徑的脫粘缺陷,持力時間隨面板厚度的增大而減小。對于同厚度面板的相同直徑的脫粘缺陷,復(fù)合材料碳環(huán)氧樹脂面板對應(yīng)的持力時間短于鋁面板。

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【部分圖文】：

圖1 電磁敲擊頭結(jié)構(gòu)示意圖

在傳統(tǒng)彈簧模型中，將敲擊頭敲擊面板的過程抽象成一個質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)下壓勁度系數(shù)為k的彈簧的過程，其持力時間為彈簧振子振動周期的一半，即Δt=π（m/k)1/2。當(dāng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料粘接完好時，代表材料敲擊反饋的彈簧勁度系數(shù)k較大，相應(yīng)的持力時間較短；當(dāng)材料發(fā)生脫粘時，彈簧勁度系數(shù)k減....

圖4 敲擊頭下壓示意圖

在粘接牢固的芯格中[圖4(a）]，芯格的6個芯格壁為該芯格對應(yīng)的面板提供了牢固的支撐。在敲擊頭作用下，面板彎曲僅發(fā)生在該芯格內(nèi)部，上述推導(dǎo)過程中的面板彎曲半徑r0即為芯格半徑。當(dāng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)面板脫粘缺陷時[圖4(b）]，假設(shè)位于示意圖中間的芯格與面板脫粘，而與之相鄰的芯格與....

圖5 拉力取值不同時持力時間隨缺陷直徑的變化

對持力時間隨缺陷直徑和拉力的變化關(guān)系進(jìn)行數(shù)值計算。計算中，敲擊頭初始高度H=5mm，敲擊頭質(zhì)量M=20g，線圈施加在敲擊頭上的平均力Fm=1.1N，則由（3）式和（4）式可知，敲擊頭下落時間t0=12.4ms，與面板撞擊前的速度v0=805mm/s。設(shè)系統(tǒng)阻尼為臨界阻尼....

圖6 試驗(yàn)板實(shí)物照片和敲擊信號

試驗(yàn)在“蜂窩膠接結(jié)構(gòu)敲擊自動檢測系統(tǒng)”[4]上進(jìn)行，通過工控機(jī)發(fā)送敲擊頭下落和上提信號，采集傳感器接收到的敲擊信號并讀取持力時間。在試驗(yàn)中，共對比了5塊不同面板厚度和材料的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)試驗(yàn)板，試驗(yàn)板所用的面板分別是厚度0.5、0.8、1、1.5mm的鋁面板和厚度0.8mm的T....

本文編號：4041584