用频率特性测试仪检测金属胶接件的胶接质量

前言随着航空及宇航事业的迅速发展,金属板材的胶接、胶接的蜂窝结构得到越来越广泛的应用。胶接质量的好坏,直接影响到飞机及航天器的质量。我们根据压电陶瓷的物理特性,用“频率特性测试仪”和压电陶瓷换能器探头,对胶接的铝板试件和胶接的蜂窝结构试件,进行了胶接质量的定性检验测     

基于XFEM-CZM耦合法的胶接接头裂纹扩展分析及强度预测

采用扩展有限元法（XFEM）和内聚力模型（CZM）相耦合的方法,分析胶接接头胶层内部裂纹扩展、界面脱粘分层现象。采用内聚力单元和内聚力接触描述胶层/板材界面,建立单/双搭接接头有限元模型。预测拉伸载荷下接头的强度性能并与已有试验数据对比分析,验证XFEM-CZM耦合法的可行性及内聚力单元和内聚力接触2种界面建模方法的有效性。模拟裂纹从胶层内部扩展至胶层/板材界面并引起界面脱粘分层的过程,分析其损伤失效机理。讨论初始裂纹长度和界面刚度、强度及应变能释放率对胶接接头强度性能的影响。结果表明:胶接接头强度随初始裂纹长度增加而降低,且在双搭接接头模型中表现更为明显;界面刚度、强度对胶接接头强度影响较大而应变能释放率的影响较小。      

微胶接装配中胶接区表面结构实验

微胶接技术非常适用于微机电系统产品的自动化装配过程.微胶接装配质量容易受到2个因素的影响,即胶滴体积的不稳定和胶滴的扩散.为了解决该问题,对微胶接装配中的胶接区表面结构进行了研究.提出2种表面结构:基本的凹槽结构和胶滴自居中结构,并进行实验.实验结果表明,凹槽结构对胶滴体积具有一定的"容错性",可以有效克服胶滴体积的不稳定和胶滴的扩散对微胶接装配质量的影响;自居中结构使得胶滴在凹槽内具有"自居中"的特性,可以减轻微装配系统定位误差对装配质量的影响.这2种表面结构可用于通用微机电系统产品的装配中,以提高微胶接装配的质量.     

含Ⅰ型裂纹的胶接加劲板应力强度因子减缩系数C_R的计算研究

本文用一种新的解析法计算模型,计算了含Ⅰ型裂纹的胶接加劲板应力强度因子减缩系数C_R,并将计算结果和原有模型的计算结果以及有限元计算结果作了比较。从中发现,用解析法计算C_R时,影响C_R的主要因素是胶层离散点的分布形式而不是计算模型的选取;如胶层离散点按过去文献中的常规形式分布,则由解析法算与有限元计算值相差较大;但如使一部分离散点的横坐标尽量接近裂得的C_R值纹尖端,则由解析法算得的C_R值就与有限元计算值相当接近。     

复合材料单搭接胶接接头试验研究与数值模拟

针对不同搭接长度和不同被胶接件厚度的T300/QY8911层合板单搭接胶接接头进行了试验研究和数值模拟.建立了不同试验参数下的三维有限元模型,基于Hashin准则和连续介质损伤力学(CDM,Continuum Damage Mechanics)预测层合板面内损伤的起始和演化,应用黏聚区模型(CZM,Cohesive Zone Model)模拟层合板的分层损伤及胶层的失效.系统地研究了接头在不同参数下的失效模式、破坏形貌和极限载荷等的变化,模拟结果与试验吻合良好,验证了有限元分析模型的有效性.通过对接头的破坏形貌和应力分布进一步分析发现,胶接连接的失效模式和极限载荷均与胶接长度和被胶接件厚度有关;模拟接头胶接区在不同加载时刻的应力分布变化,反映了胶接连接在拉伸载荷下的破坏起始和演化过程.     

胶接加劲板断裂特性研究

本文用解析法计算了含裂纹胶接加劲板的断裂特性参数,并建议了一种估算其剩余强度和疲劳寿命的方法,对不同型式加劲板的剩余强度和疲劳寿命进行的实验表明,本文建议的方法是可行的。     

数种胶粘剂耐辐照及抗湿热老化性能的试验评价

<正> 一、前言当航天器在空间运行和地面贮存时,空间的粒子辐照和地面的湿热环境是影响航天器性能的两个主要因素,特别是以高分子材料为基础的合成胶粘剂,上述环境的影响往往会更加显著。为了保证航天器的胶接制件,在较长时间的地面贮存和空间运行时,不因胶粘剂的湿热老化而引起产品性能的下降,也不因空间辐照的影响而导致胶接制件的破坏。对一些常用的胶粘剂进行辐照和湿热老化试验是非常必要的。本文的目的是通过对常用胶粘剂耐辐照和耐湿热老化性能的评价,为航天器材料的选择提供一定的参考。本实验均采用加速老化的形式。     

用于钛合金胶接的碱性阳极化处理方法的研究

研究了５种碱性阳极化表面处理方法对ＴＣ４钛合金与ＳＹ－１４环氧胶粘剂形成的胶接接头耐久性．通过搭接剪切试样在５５℃，９５％ＲＨ环境中的强度变化及楔子试验评价了各种表面处理方法，并采用ＳＥＭ与ＸＰＳ方法分析了各种方法处理后钛合金的表面形貌与成分．结果表明，这类碱性阳极化方法均可以在不同程度上改善ＴＣ４钛合金与环氧胶接接头的耐久性．     

胶铆混合修补铝合金板的疲劳性能研究

针对胶铆混合连接方式单面修补铝合金板的疲劳性能,设计了未修理、铆接修理、胶接修理和胶铆修理4种不同形式的试验件,对其进行了疲劳试验。建立了试验件的有限元模型,得到了结构应力分布,获得了裂纹长度-裂纹尖端应力强度因子（SIF）曲线,并与试验结果进行了对比。结果表明:胶接修理和胶铆修理能有效降低裂纹处应力水平及裂纹扩展速率,且相对于未修理试验件疲劳寿命分别提升184.3%和197.3%;胶铆修理中铆钉能抑制胶层脱黏,相比胶接修理方式修理质量更可靠有效;有限元分析（FEA）结果与试验数据吻合良好,SIF误差基本保持在8%以内。      

冲击位置对斜搭接接头冲击后拉伸性能的影响

低速冲击损伤对复合材料胶接结构的力学性能存在威胁。对在搭接区域3个不同位置承受低速冲击的斜搭接接头进行冲击后拉伸试验,并分别建立胶接接头冲击及冲击后拉伸有限元模型。试验结果表明:冲击位置在搭接区尖端背侧,造成的凹坑深度最大,冲击后拉伸强度最低;冲击位置在搭接区中部,凹坑深度最小,冲击后拉伸强度最大;冲击位置在搭接区尖端侧,凹坑深度及冲击后拉伸强度居中。有限元分析结果表明胶层损伤和复合材料纤维损伤的大范围扩展是导致结构失效的主要原因。      

论火工装置的抽样试验与可靠性评估问题

对航天器用的火工装置,提出运用序贯检验方法制定其抽样试验方案以及运用贝叶斯方法评定其可靠性的建议。算例表明,文章所提建议适用于解决小子样成败型产品的可靠性设计、试验和验证等问题,对节省产品研制经费有重要意义。     

双曲率开槽板精密成型有限元数值模拟

通过有限元数值模拟方法对双曲率开槽板的贴模性问题进行了系统研究.建立了开槽板在离散钉模上贴模性分析的有限元模型,研究了槽深、槽宽等开槽参数对面板型面精度的影响规律,其中相对槽深是影响开槽板贴模性的主要因素.通过分析计算确定了优化的开槽参数,为开槽方案的制定提供了可用的数据和重要依据.数值模拟和实验验证表明,工作板开槽可以解决紧缩场双曲率连续表面面板的胶接成型问题.      

纳米粒子对星用胶粘剂空间环境性能影响的试验研究

对中国卫星上大量应用的几种胶粘剂进行了地球同步轨道环境模拟试验,同时试验了添加纳米SiO2粉体后的影响。研究表明,纳米材料的加入对胶粘剂空间排气性降低、抑制电子辐照、冷热交变循环损伤等有明显作用。研究结果为中国长寿命卫星胶接结构、材料的寿命可靠性提供了相关依据,展现了纳米材料空间应用的前景。     

硬铝与木质材料的胶接

本文介绍我国飞行器中初次采用大面积的金属与木质材料膠接承力结构的生产试制经验。讨论了目前膠源条件下,直接应用(?)膠膠接硬铝和木质材料的方法,列出了根据初步试验结果拟订的合理的膠接工艺规范。也讨论了膠接混合结构装配中的一般问题。     

可靠性设计优化的球空间设计法

可靠性设计优化（RBDO）在航空航天等领域已经被广泛应用,具有显著提高可靠性的效果;然而它包含两个迭代循环-总体优化循环和可靠性分析循环,双循环求解方法效率低下甚至难以承受。本文提出一种可以提高可靠性设计优化求解效率的方法-球空间设计法,该方法可以方便地表达搜索区域,最大可能失效点可以从极值点处精确获取;同时,该方法可以将总体优化以及可靠性分析同步进行。本文所提出的球空间法的有效性将通过2个算例进行测试,测试结果表明该方法不仅精度与同类方法持平,求解效率有明显提升,它将会对提高航空航天装备如卫星、火箭、飞行器等产品的可靠性提供更为有效的方法和技术支持。     

高强合金与钛合金的电偶腐蚀行为

采用电偶腐蚀实验方法、扫描电镜和能谱方法等研究了高强合金与钛合金异接电偶腐蚀行为.从不同材料、不同成分对电偶腐蚀的影响,研究了电偶腐蚀的规律及电偶对偶接的可能性.同时比较了铝合金和高强度钢与钛合金电偶腐蚀行为的差异,探讨了自腐蚀电位差与电偶电流密度的关系.实验表明,铝合金LY12、铝合金LC4、高强度钢30CrMnSiA均不能与TC2钛合金偶接,高强度钢1Cr17Ni2则可以与TC2偶接,且电偶电流密度随自腐蚀电位差增大而增大.      

油面距油盘沿口高度对细水雾灭火效果的影响

油盘火是细水雾灭火效果检验的标准实验火灾模型,为了确定细水雾针对油盘火模型的实验方法,采用正庚烷为火灾燃料,在长4.6m,宽3.2m,高4m的空间内,对油面距油盘沿口高度进行了灭火实验,在实验过程中采用热电偶树和气体分析仪对火焰温度及火场氧浓度进行了测量,得到了油面距油盘沿口高度对细水雾灭火效果的影响规律,为细水雾灭火设计、检验标准制定及细水雾灭火产品的开发提供了相应的实验依据.      

降噪技术在瞬态应变测试中的应用研究

主要研究在瞬态环境下应变测试的干扰问题。文章从硬、软两个方面入手,讨论了在爆轰环境下出现的一些典型的干扰现象,分析了干扰源及干扰引入途径,并通过设计改进电路、系统的接地、屏蔽等方法提出了抗干扰措施。采用了小波分析和数字滤波等数字信号处理方法来解决信号的降噪问题。     

航天系统快速风险分析法

风险分析是大型工程,特别是具有高风险的航天系统可行性研究、案论证和方案评审等的主要内容之一。已经开发的对费用、进度、性能进行综合风险分析的计算机软件,如GERT,VERT,RISNET,SLAM 等,要求分析人员经过专门的培训,且工作量大,使用不便。文章给出了等风险轮廓线法、风险参数法和概率事件分析法三种快速、简便的风险分析方法,适合于一般工程技术人员,特别是管理人员在实际工作中应用。     

不同工艺成型复合材料加筋板轴压破坏机理分析

对受到边界约束的不同工艺成型复合材料加筋板进行了轴压试验和数值模拟,研究二次胶接和共固化工艺成型加筋板轴向压缩破坏机理。轴压试验中,通过应变计实时监测试验件局部屈曲,及时记录试验件初始声响载荷,通过断面观测分析结构破坏机理。基于ABAQUS软件建立有限元模型模拟结构后屈曲损伤渐进直至破坏过程。计算结果和试验结果相吻合,研究表明工艺对结构稳定性及承载能力没有显著影响,而加筋板构型影响较大。聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫不影响结构失稳载荷及破坏载荷,但能延缓结构初始损伤的发生。二次胶接成型加筋板界面临近破坏才出现损伤,而共固化成型加筋板界面损伤出现较早且扩展缓慢,表现出更好的损伤阻抗特性。