飞机多层金属铆接结构阵列脉冲涡流检测技术研究

发布时间：2020-06-18 23:07

【摘要】：飞机多层金属铆接结构是飞机常用的航空结构材料,是机身蒙皮的重要组成部分。由于铆钉和其他干扰因素的影响,使得检测铆接结构铆钉孔周边缺陷成为一个难点问题。阵列脉冲涡流检测技术是现代无损检测技术领域重点关注并发展迅速的一项技术,具有频谱信息丰富,检测简便的特点,又具有阵列大面积扫查效率高的优势。本论文采用这种技术提出了相关的检测方案,做出了大量实验进行了检测研究。本文主要利用阵列脉冲涡流技术对平面和曲面多层金属铆接结构铆钉孔周缺陷进行了检测,缺陷包括铆钉孔周裂纹和铆接板层间腐蚀,主要工作是设计检测阵列探头,并编写LabVIEW程序利用自动扫描架对铆接板层间腐蚀缺陷和多层板裂纹进行自动扫描实时成像。本文通过实验和分析大量国内外学者的参考文献选择了隧道磁阻磁传感器(TMR)作为接收信号的装置,以及非晶合金作为探头磁芯。针对平面多层金属铆接结构铆钉孔周边裂纹,设计并制作了线性阵列矩形探头,优化了信号接收装置的排布间距,通过后期信号处理消除了地磁场的影响,采用旋转式扫描的检测方法对试块进行了检测。结果表明,缺陷和阵列轴线存在一个最佳检测角度,旋转式扫描方法对铆钉孔周缺陷具有显著的检测效果。对于曲面多层金属铆接结构周边裂纹,本文设计了柔性线性阵列探头,优化了探头参数提高了检测灵敏度,同样采用旋转式扫描的方法对试块进行了检测,实验结果表明柔性探头对曲面铆钉孔周裂纹的检测灵敏度较高。利用LabVIEW软件和自动扫描架设计并搭建了多通道自动扫描实时成像检测系统。将探头安装在自动扫描架上,当脉冲涡流发生器同步触发时,自动扫描开始扫描的同时软件部分提取线性阵列矩形探头每个通道的差分信号特征值并构造特征矩阵,实现自动扫描实时成像。论文最后对整个论文做出了总结并对现有研究不足之处提出了今后的试验方向和建议。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V214;V267
【图文】：

常见铆钉铆接

断出现了很多新型铆钉和新的铆接技术以提高铆钉铆接寿命，如拉丝型抽芯铆钉、高抗剪强度铆钉、钛铌合金铆钉的铆接和干涉配合铆接以及特种铆接，并且在不同的场合针对不同的铆接对象选择相应的铆钉。图1-2为不同种类的铆钉实物图[3]。图 1-2 不同种类铆钉实物图1.1.2 选题背景及意义随着航空工艺技术的发展，大型化、复杂化的飞机结构随之出现，推动了航空领域科技发展进一步提高。飞机外表面由蒙皮组成，主要包括机身蒙皮、机头蒙皮等。飞机外形的组成部件由于双曲率的零件结构和多层结构，使得飞机外形特点变得复杂化、尺寸较大和刚性较弱[4]。由于飞机机身集中了大部分的蒙皮零件，其尺寸大的特点可使得蒙皮零件长度达到 9900mm，厚度最小可达到 2mm，最大能达到 6mm[5]。而且由于航空工艺材料的特殊性，提高了飞机服役过程中的安全系数。例如无机非金属材料、复合材料和有机高分子材料等等各种材料种类都是随着科技的发展随之出现。现代飞机机体大部分采用铝合金材料

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本文编号：2719962