双层粘接结构超声传播特性及其界面粘接质量的检测

发布时间：2021-03-01 06:16

　　粘接结构由于其高比强度与比模量、优良减震性能以及制造工艺简单等特点,在航空、航天和军工等重要领域被广泛使用。粘接强度过低引起的粘接失效是粘接结构事故频发的主要原因。为通过界面粘接质量（Interfacial Bonding Quality）IBQ来判断粘接结构的粘接强度,本文作了如下工作:基于声波基础理论和准静态（Quasi-Static Model）QSM模型,建立了超声波在双层粘接结构中传播的数学模型。数值仿真结果表明:介质厚度增加后透射峰个数增多;粘接体由“软”变“硬”时（材料声阻抗大视为硬,声阻抗小则视为软）,透射系数降低;增大界面刚度系数后透射系数增加,且增加速度先快后慢;透射峰频率随刚度系数增加向高频移动,发生“峰值漂移”现象。根据声波传播特性,利用弹簧模型建立了一种基于时间延迟谱的声学检测数学模型。研究了无薄层、0.3mm、0.6mm、0.9mm树脂薄层在不同界面刚度系数下的延迟时间,仿真结果表明:随着界面刚度的增大,峰值延迟时间逐渐减小;峰值共振频率只与薄层厚度有关,厚度越大,峰值延迟时间越长,共振频率越小。对比仿真与实验结果,0.3mm厚薄层误差最大为17%,0.6m... 

【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 粘接结构超声检测国内外研究现状
        1.2.1 振动检测法
        1.2.2 传播检测法
        1.2.3 其它检测方法
    1.3 超声透射法
    1.4 本论文的研究目的与研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 声波传播特性
    2.1 超声波的基本参数
        2.1.1 声速
        2.1.2 声压
        2.1.3 质点振动速度
        2.1.4 速度势函数
    2.2 声波在界面的传播
        2.2.1 垂直入射
        2.2.2 斜入射
    2.3 声波透射单层介质
    2.4 本章小结
3 声波在双层粘接结构中的传播特性
    3.1 粘接界面的弹簧模型
    3.2 空气耦合超声检测
        3.2.1 声波垂直入射
        3.2.2 声波斜入射
    3.3 接触式超声波检测
        3.3.1 声波斜入射
        3.3.2 声波垂直入射
    3.4 本章小结
4 超声时间延迟谱方法检测薄层界面粘接特性
    4.1 声波传播的物理模型
    4.2 声波在粘接界面中传播的本构方程
    4.3 数值仿真结果
        4.3.1 数学模型仿真结果
        4.3.2 PZflex仿真结果
    4.4 橡胶薄层界面黏结特性的超声检测
        4.4.1 超声检测设备及方法
        4.4.2 实验材料
        4.4.3 实验结果与分析
    4.5 本章小结
5 双层粘接结构超声透射实验
    5.1 实验设备
        5.1.1 超声检测装置
        5.1.2 超声换能器的选择
    5.2 试样参数的测量
        5.2.1 材料纵波声速的测量
        5.2.2 材料横波声速的测量
    5.3 空耦超声波垂直入射双层板检测实验
        5.3.1 实验材料准备
        5.3.2 实验结果与讨论
    5.4 接触式超声透射检测实验
        5.4.1 实验材料准备
        5.4.2 实验结果与讨论
    5.5 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
硕士研究生期间研究成果
附录Ⅰ
附录Ⅱ
附录Ⅲ


【参考文献】：
期刊论文
[1]钢-铅粘接结构的粘接强度对超声体波反射与透射特性的影响[J]. 孙凯华,李建文,孙朝明,葛继强,王增勇,高伟.  应用声学. 2019(01)
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博士论文
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硕士论文
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[2]硅探测器结构中激光超声及粘接缺陷检测研究[D]. 张弼兴.南京理工大学 2017
[3]固体层状介质中的超声波传播特性研究[D]. 陈正林.景德镇陶瓷大学 2016
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[8]基于相控阵超声脱粘检测系统研究[D]. 赵霞.中北大学 2006
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[10]多界面超声脱粘检测的方法研究及信号处理[D]. 陈友兴.华北工学院 2004



本文编号：3057074