基于超声导波虚拟时间反转的多层异质金属粘接结构损伤定位

多层异质金属粘接结构由于其优异的比强度,被广泛用于承压设备,船舶,核装备等关键领域的核心部件,其长期服役在复杂苛刻的环境中,难免产生各种缺陷和损伤,进而影响装备服役安全。超声导波检测是一种潜在的无损检测方法,但是多层金属粘接结构中金属与非金属粘接层之间阻抗差异大,导致Lamb波传播特性复杂,很难通过基于时间信息的导波定位方法进行缺陷的检测和定位。故本文提出一种适用于多层结构的损伤存在概率成像方法并结合虚拟时间反转技术,对多层异质金属粘接结构的内表面缺陷进行无基准的检测和定位。结果表明,在几何尺寸为300 mm的板中,定位的缺陷坐标和实际缺陷位置中心坐标仅仅相差2.74 mm,实现了对多层异质金属粘接结构内表面损伤的精准定位成像。

厚胶层复合材料弱粘接结构的超声反射特性

开展了复合材料粘接结构粘接质量的非接触式超声反射特性的仿真与实验研究。首先,建立了水浸环境下纤维增强复合材料(FRP)单层板时域仿真模型,数值分析了不同入射角度下声反射系数频率谱的变化规律,并与已有理论方法进行了对比验证。基于此,建立了含厚胶层的复合材料粘接结构反射特性时域仿真模型,分析了粘接界面弱化程度对超声反射系数频谱特征点的影响规律。基于水浸超声反射特性测量系统,实验萃取了完好粘接状态的FRP粘接结构的超声反射系数频谱,与仿真结果吻合良好。随后,制备了具有不同粘接界面状态特征的FRP粘接结构试样,从实验角度揭示了单/双粘接界面弱化状态与超声反射特性间规律性的偏移特征。基于不同粘接状态与超声反射特性间的规律性分布特征,可为厚胶层复合材料粘接结构的粘接质量评估提供新的研究思路。

金属基复合结构粘接强度的非线性超声混频检测

采用非线性超声混频方法对金属基复合结构的粘接强度进行表征研究。以不同固化剂含量的铝合金丙烯酸酯粘接结构作为检测对象,基于非线性超声混频的共振条件及其作用机制,并结合粘接固化机理,开展了非线性超声混频实验。非线性超声混频模式选取两列横波生成和频纵波的方式,实验测量并计算不同基频周期数下的超声非线性参量。通过拉伸实验标定粘接结构的粘接强度,并采用扫描电镜分析拉伸断面微观结构,进而分析超声非线性参量与粘接强度的关系。从实验结果可以看出在不同周期的基频信号激励下,超声非线性参量随着粘接强度的增大均呈现出减小的趋势。研究表明非线性超声混频信号对金属基复合结构粘接强度的变化比较敏感,可以适用于类似结构件粘接强度状态弱化的表征。

粘接层对各向异性层合阻尼结构内耗特性的影响

借助动态机械分析仪(DMAQ800)考察了两种粘接层材料和两个位置的不同粘接层厚度对7层各向异性交替层合阻尼结构内耗特性的影响。结果表明,在低于阻尼层材料玻璃化转变温度附近,用压敏胶做粘接层材料,其结构内耗的温度特性优于用环氧树脂;在不同位置不同厚度对结构内耗的温频特性的影响不同,结构内耗的频率特性与粘接层材料及其厚度密切相关,刮涂越薄,结构内耗的温度特性越好。

火箭发动机多层粘接结构的双模式检测

针对机载固体火箭发动机多层粘接结构的粘接质量检测问题,利用聚焦探头双模式检测方法提高了检测信号能量,获得有效检测信号。通过一次螺旋C 扫描获得了双层包覆二界面粘接质量诊断图像,其脱粘检测分辨率小于等于Φ5mm。

多层粘接结构中脱粘界面的人工神经网络余弦变换谱特征识别

针对钢－橡胶多层粘接结构中界面脱粘的超声检测难题，利用余弦变换（ＤＣＴ）提取的表征检测信号的模式特征矢量，通过人工神经网络模式识别方法对不同界面脱粘时实验检测信号的正确识别，实现了脱粘一、二、三和四界面的检测。本文脱粘界面信号模式的人工神经网络识别系统对现代工业中ＮＤＴ＆ＮＤＥ的自动化有着积极的意义。

复合材料粘接修理结构中胶层的应力分布

利用有限元方法,研究了复合材料粘接修理结构中胶层的弹性模量对其应力分布的影响。分析了胶层出现屈服和未屈服两种情况下,胶层的第1主应力,剥离应力和xy面剪切应力的分布随胶层弹性模量的变化情况。胶层的第1主应力随弹性模量的增大而增大,未屈服时,应力分布梯度也逐渐增大,大部分载荷集中到胶层的端部和破孔边缘。但是,出现屈服时,应力分布梯度则逐渐下降,大部分胶层承担相应的载荷。最大剥离应力出现在胶层的端部,并随胶层弹性模量的增大而增大。胶层两个粘接面的xy面剪切应力分布并不一样,但都随着胶层弹性模量的增大而增大。

固体火箭发动机多层粘接结构超声图像诊断

针对固体火箭发动机的钢壳、绝热层、衬层、推进剂多层粘接结构的粘接质量检测问题,利用聚焦探头采用斜声束液浸反射回波法,选用往返透射率高的板波模式,特别是采用了双模式检测技术以提高检测信号能量,获得有效检测信号,并开发出了检测系统。通过一次C扫描获得了双层包覆三个界面粘接质量诊断图像,其脱粘检测分辨率≤Φ5 mm。采用聚集探头双模式检测技术实现了固体火箭发动机多层粘接结构超声图像诊断。

粘弹模量对金属基底-胶粘涂层结构中类Rayleigh波传播特性的影响

为了解粘接结构中胶粘涂层的粘弹特性,进而评价粘接质量,对半无限金属基底-胶粘涂层结构涂层中的类Rayleigh波传播特性进行了研究。从粘弹的基本理论出发,通过Laplace-Henkel变换技术建立起类Rayleigh波的频率方程,将粘接涂层视为Kelvin体计算并分析了其粘弹模量对波的频散及衰减关系的影响。理论计算发现粘弹体的粘滞项对频散低阶模式影响不大,但随着粘滞的增大对高阶模式可产生影响。同时粘滞还影响各阶模式波的衰减,特别是Sezawa模式对衰减较Saw模式更为敏感,在某些结构中还会出现局部的极小值现象,结果表明:对粘涂层结构涂层中类Rayleigh波传播特性的研究可为粘弹模量的定量评估及粘接质量的评价提供一定的理论方法。

宽音频扫描加载的电子剪切散斑技术在多层粘接板结构无损检测中的应用

本文利用宽音频自动扫描加载的电子剪切散斑干涉技术对多层粘接板结构进行了时实检测,结果表明,这种方法能够同时测定板的多个位置、大小和形状各不相同缺陷,迅速准确地对多层粘接板结构质量作出判断,同时根据测试过程中记录的共振频率等各种信息,可以进一步对被测部分的振动位移及缺陷深度进行定量分析.

层状粘接结构超声检测信号的同态解卷积脱粘界面定征

本文利用建立的多层粘接结构超声无损检测信号的卷积模型，推导出了检测信号的解析表达式，并用同态滤波解卷积方法有效地提取出粘接结构的系统响应，进而由其中界面多次反射响应的位置、幅度和包络等特征参数，实现了脱粘二界面（指空气脱粘）的定征和识别．仿真和实验数据的处理结果表明本文方法对脱粘检测的应用有积极的意义。

金属壳体粘接结构件的超声检测

为了实现钢铅金属两层壳体粘接结构的脱粘缺陷检测,研究了超声纵波多次反射法和超声透射法。分析了两种检测方法的优缺点,采用两种方法对钢铅两层粘接试样进行了检测试验,并对试样进行了解剖对比。检测结果表明,两种方法都能检测出钢铅金属两层粘接结构中的脱粘缺陷。

泡沫金属三明治结构压印-粘接复合接头剥离性能分析

为研究三明治结构压印-粘接复合接头的抗剥离性能,选取AA5052铝合金板以及泡沫镍、泡沫铜以及泡沫铁镍进行压印-粘接复合连接,对接头进行拉伸剪切试验,采用扫描电镜对失效断口进行了观察,分析了接头的失效形式、失效载荷、能量吸收值以及失效机理。结果表明:夹层的存在会使接头中胶层的失效过程更加稳定,夹层对于压印-粘接复合接头的承载能力并无显著影响,但是会降低其失效过程中的能量吸收值。

热障涂层体系中MCrAlY合金粘接层结构设计及高温氧化行为研究

本研究旨在通过设计热障涂层体系(TBCs)中合金粘接层的结构以提高TBCs抗氧化性能和热循环使用寿命。研究中采用超音速等离子喷涂(SAPS)沉积不同结构的钴基及镍基合金涂层并对其进行高温氧化性能试验,以此优选涂层结构,并与超音速火焰喷涂(HVOF)沉积的合金涂层进行结构性能对比。结果表明:在高温抗氧化过程中,SAPS涂层中未熔颗粒含量分别为35%±5%的钴基涂层与10%±3%的镍基涂层抗氧化性能最为优异;在相同的合金成分及陶瓷层结构下,SAPS涂层与HVOF涂层相比热循环使用寿命提高了一倍,而热生长氧化物(TGOs)的平均生长速率则降低了20%以上。超音速等离子喷涂可以实现"一步法"制备粘结层和陶瓷层,避免了两步法中间工艺转换过程的二次污染问题,喷涂过程简单,喷涂效率提高,成本大幅降低,具有良好的产业化前景。

公路沥青路面结构层粘接强度可靠性分析

改革开放以来,随着中国经济的高速发展和社会建设的不断进步,交通建设也在急速向前发展,直至今日,我国公路总里程已达450万km。而沥青路面则在城市道路和公路干线的建设上得到了广泛地应用,是目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。沥青路面的结构层都是由面层、基层、底基层、垫层组成的。各结构层层间粘接强度的可靠性,将影响到沥青路面的安全性、适用性和使用寿命。同时沥青路面暴露于大自然中,会受到气候、温度、行车等复杂的外部条件的影响。文章将通过探究沥青路面结构层的构成,不同沥青路面类型的结构层间粘接状态来分析沥青路面结构层粘接强度的可靠性。

半导体致冷电对金属化层粘接强度的研究

试验研究了三种半导体致冷电对金属化系统的拉伸强度，其中铋─镍─锡金属化系统与半导体致冷材料粘接强度最高，超过原始棒状材料的拉伸强度，它是半导体致冷器电对的最好的金属化系统．

铝活塞热障层用粘接金属的研究

分析和探讨了可作为陶瓷工作层和铝合金基体之间过渡层的粘接金属在性能、成分上的要求及工艺特点，并给出选择成分和工艺的方案。

多层金属粘接壳体设计与加工研究

以一种多层金属粘接壳体结构,通过有限元分析软件Ansys Workbench进行胶层应力分析,并与相应的胶种强度测定数据进行对比,确定了该胶种的可行性。最后通过制定合理可行的工艺措施及粘接方案,完成该复杂多层金属粘接壳体加工。

铝活塞热障层粘接金属的失效与对策

针对低散热发动机热障层活塞铝合金和陶瓷层间起过渡层作用的粘接金属之失效原因，提出设计粘接金属的成分和工艺条件。

光学仪器金属结构件的粘接

光学仪器金属结构件的粘接侯瑞祥（江南光学仪器厂，南京市，２１００３７）１前言粘接技术在光学仪器上的应用，可以简化产品零部件结构及其机械加工工艺，并能实现其它连接方式难于解决的各种不同材料之间的连接，实现薄型、微小型及结构复杂零件之间的连接。粘接接头表...