无损检测系统搭载平台结构设计及关键技术研究

发布时间：2020-05-11 10:54

【摘要】：飞行器翼面蒙皮损伤会严重影响飞行器的飞行安全,目前国内外对于其无损检测多以手工操作为主,手工检测成本高、效率低并且无法保障检测的全面性。实现飞行器翼面蒙皮的自动化无损检测已成为当前的研究热点。本文设计了由搭载平台、UR10机械臂、超声相控阵检测装置组成的无损检测系统,并对搭载平台及该检测系统的关键技术进行了研究,主要工作内容如下:一、根据技术要求,设计无损检测系统搭载平台结构,并对搭载平台工作装置的液压原理进行研究。二、对无损检测系统搭载平台的结构进行有限元分析,从静态角度验证整机结构的安全稳定性。三、对无损检测系统搭载平台的臂架变幅平稳性进行研究,基于ADAMS对大臂变幅机构进行优化,同时,通过加设阻尼网路的方式改进变幅液压回路。最后,运用ADAMS与AMESim软件对改进前后的臂架变幅系统进行联合仿真,仿真结果表明,经过改进,臂架的变幅平稳性显著提高。四、明确该无损检测系统的集成方案,为保证检测效果,对比分析检测方案,同时基于ADAMS对搭载平台调平机构调平精度进行优化。在完成搭载平台样机试制后,测试其性能。最后,集成该检测系统并进行无损检测试验,验证了该集成方案的可行性。综上所述,本课题的研究成果为飞行器翼面蒙皮的半自动化、自动化无损检测实现奠定了基础,并对单缸三铰点变幅机构的变幅平稳性研究及静液压调平机构调平精度优化有一定的指导意义。
【图文】：

过程图,飞行器翼面,蒙皮,人工检测

本课题来源于企业合作项目：复合材料自动检测系统开发与集成项目。统用于飞行器翼面复合材料结构件（蒙皮）缺陷的原位接触、数字化、无损检测。课题研究背景与意义飞行器蒙皮具有形成和维持飞行器气动外形的作用，同时能够承受局部，并将其传递到相连的机身骨架上，受力比较复杂，另外，由于蒙皮在中长期暴露，会产生脱粘、分层、裂纹等缺陷[1]。其中，飞行器翼面部分飞行器结构中极易产生损伤的部分，翼面蒙皮损伤而引发的飞行事故屡因而为保证飞行器的飞行安全，要定期对飞行器翼面蒙皮进行无损探伤通过无损检测设备对飞行器翼面蒙皮的检测，可确定其腐蚀程度和内部无[2]。对于飞行器翼面蒙皮的无损检测国内外还是以人工检测为主，人工检测图 1.1 所示：

滚轮,超声相控阵

对于超声相控阵技术已经取得了一定的研究成果。2003 年，，清华大学的鲍研制了一款超声相控阵检测实验系统，该系统具备 16 通道，有很高的发射延辨率，并且对于噪声抑制及相位控制有较好效果[24]。2007 年，中北大学的杨计了一套超声相控阵检测设备的触发系统，该实验系统的延时分辨率较高[25]009 年，哈尔滨工业大学的赵艳领对超声相控阵检测设备的软件系统进行了设计过二位线性差值方法提高了采集图像的质量，并解决了软件侧内存泄漏问题[2012 年，哈尔滨工业大学的娄久通过 Microsoft.net 开发了一款超声相控阵自动系统，在无损检测过程中，该系统可以实现数据的自动采集和成像[27]。本课题选用的超声相控阵检测设备为英国 sonatest 公司的 WP2-5MHz-64E阵滚轮探头和 VEO+(32:64PR)相控阵探伤仪，该检测设备成熟可靠，如下图图 1.4 所示。滚轮探头为便携式检测设备，没有自动控制探头的装置，需要人控制探头的移动，移动时借助编码器完成对检测数据的采集，其检测过程如 1.5。在检测过程中，探头和编码器对应的滚轮都需要和翼面蒙皮表面贴合，完成对相关缺陷数据的采集。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V267;V215

【参考文献】