《粘接結構溫度疲勞損傷的非線性超聲檢測與評價》是依託北京交通大學，由稅國雙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：粘接結構溫度疲勞損傷的非線性超聲檢測與評價
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：稅國雙
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
粘接結構廣泛套用於航空航天等領域。在循環交變溫度場作用下，粘接結構中由於溫度疲勞導致的損傷會對航空太空飛行器的穩定運行帶來隱患。本項目針對粘接結構在溫度疲勞載荷作用下其粘接界面和膠黏劑損傷開展非線性超聲無損檢測與評價。通過研究在溫度疲勞作用下，粘接結構中膠黏劑與被粘接物之間界面微觀局部脫粘，以及膠黏劑隨著損傷發展表現出的非線性，得到超音波在損傷粘接結構中的傳播規律以及超音波與粘接界面相互作用規律，建立聲學參量與粘接質量特性、粘接強度之間的關係；通過對不同溫度疲勞損傷狀態下的粘接結構利用體波、導波（Lamb波）對進行非線性超聲實驗測量，建立超聲聲學參量與粘接結構溫度疲勞載入過程之間的關係。本項目的最終目標是通過理論模型和實驗測量結果中溫度疲勞載入過程、超聲聲學參量以及粘接結構損傷之間的相互關係，建立對粘接結構的力學性能退化、損傷的起始和累積進行非線性超聲無損檢測的理論基礎和技術實施方法。
結題摘要
隨著膠粘劑的發展和粘接技術的不斷成熟，粘接材料和結構在航空航天等領域得到了廣泛的套用。當粘接界面不斷承受循環溫度疲勞作用時，被粘接物與膠粘劑之間會產生交變熱應力和熱應變，從而導致膠粘劑受損，粘接界面力學性能下降。因此，研究循環溫度疲勞作用下粘接界面力學性能的退化以及損傷情況顯得尤為重要。材料早期力學性能退化總是伴隨著某種形式的非線性行為，從而引起超音波傳播的非線性。本項目針對粘接結構溫度疲勞損傷的非線性超聲檢測與評價的若干問題，開展了以下研究工作並取得如下研究成果：（1）進行了基於體波的循環溫度疲勞作用下粘接界面損傷的非線性超聲實驗研究，得到了6061型鋁合金/改性丙烯酸酯膠粘接界面的聲學非線性係數隨高溫、低溫循環次數的變化情況。（2）建立了粘接界面溫度疲勞損傷的非線性力學模型，模擬計算了界面的拉/壓伸剛度係數與聲學非線性係數的關係，並進行了實驗驗證。（3）進行了粘接結構的頻散特性研究，計算得到了導波各模態相應的頻散關係以及膠層參數變化對第一階模態相速度的影響。此外，還利用導波進行了低溫循環溫度疲勞作用下粘接界面損傷的非線性超聲實驗研究，得到了導波非線性係數與溫度循環次數之間的關係。（4）進行了蜂窩夾層板結構中導波的傳播特性及其脫粘損傷檢測的研究，實現了對蜂窩夾層板結構脫粘損傷的檢測以及定位。
