[发明专利]航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法有效

专利信息
申请号: 201711268634.5 申请日: 2017-12-05
公开(公告)号: CN108132304B 公开(公告)日: 2020-07-21
发明(设计)人: 肖登红;周小红;高勇;李乃田;仝宗凯 申请(专利权)人: 北京机电工程研究所
主分类号: G01N29/14 分类号: G01N29/14;G01N29/07
代理公司: 中国兵器工业集团公司专利中心 11011 代理人: 王雪芬
地址: 100074 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 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。
搜索关键词: 航天器 复合材料 紧固 连接 强度 评价 方法
【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:<mrow><msub><mi>v</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>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TL、横波TS在到达时刻的综合体,计算公式为:<mrow><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>L</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>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。
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