[发明专利]航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法

摘要

本发明涉及一种航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法，涉及航天器结构损伤检测技术领域。本发明基于声发射技术的优势，提出了一种航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法，信号来源于损伤本身，能用于实时监测整个物理动态变化过程，检测范围广，少量的声发射传感器便可满足大面积探测的需求，且其检测精度高，且使用的结构简单、布置方便，可以应用于航天器相关复合材料结构件的损伤监测和评价需求。

主权项

一种航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将复合材料的上结构体(2)、复合材料的下结构体(3)通过螺钉(10)、上螺帽(9)、下螺帽(6)连接为一个整体，作为紧固件；步骤2、将第一声发射传感器(1)、第二声发射传感器(7)布置在上结构体(2)上表面，且位于螺钉(10)的两侧，将第三声发射传感器(4)布置在下结构体(3)下表面，将第四声发射传感器(8)、第五声发射传感器(5)分别布置在螺钉(10)的上、下两个端面；步骤3、当螺钉(10)处于拧紧状态时，在上结构体(2)上表面进行断铅试验，断铅的位置距离第一声发射传感器(1)的距离为L₁，声发射波传到第三、第五、第二、第四声发射传感器(4、5、7、8)时经过的距离分别为L₂、L₃、L₅、L₄；根据L₁计算得到声发射波在结构中传播的波速：$v_0=\frac{L_1}{T_1}---\left(1\right)$其中，T₁是由第一声发射传感器(1)获得的断铅试验产生的纵波T_L、横波T_S在到达时刻的综合体，计算公式为：$T_1=\frac{1}{2}(T_L+T_S)---\left(2\right)$则L₂、L₃、L₅、L₄分别为：L₂＝v₀×T₂，L₃＝v₀×T₃，L₄＝v₀×T₄，L₅＝v₀×T₅     (3)式中，T₂、T₃、T₄、T₅分别是由第三、第五、第二、第四声发射传感器(4、5、7、8)获得的断铅试验产生的纵波、横波在到达时刻的综合体；步骤4、当紧固件处于松动状态时，在上结构体(2)表面同一位置重新进行断铅试验，L₂、L₃、L₅、L₄变为L₂'、L₃'、L₅'、L₄'，L₂'、L₃'、L₅'、L₄'根据波速v₀以及传播时间计算得到；分别对比L₂'、L₂；L₃、L₃'；以及L₄、L₄'，分析前后的变化；若这些参数中有发生变化的，则认为紧固件的连接强度在螺钉(10)径向发生变化；对比L₅、L₅'，分析前后的变化；若参数发生变化，则认为紧固件的连接强度在螺钉(10)环向发生变化。