6063鋁管在飛機多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的響應(yīng)結(jié)果

1#3#和5#2618合金的蠕變應(yīng)力指數(shù)都有明 顯的降低，而4#合金的蠕變應(yīng)力指數(shù)變化不大。引入門檻應(yīng)力后，1#3#4#和5#2618合金的蠕變行為均可用微觀結(jié)構(gòu)不變模型得到滿意解釋，門檻應(yīng)力可以用外推洲8一。曲線得到與l#合金相比、由于3#合金中增加了細(xì)小A19FeNi相的數(shù)量，使該合金在200℃和250℃時的門檻應(yīng)力值分別增加了nMPa和 12MPa且蠕變速率降低，但其顯態(tài)蠕變應(yīng)力指數(shù)并不明顯增加;對 于4#合金，由于細(xì)小A19FeNi相和彌散A13Zr強化作用及合金晶粒 組織細(xì)化的影響，使其200℃時的門檻應(yīng)力值降低了ZOMPa250℃ 時的門檻應(yīng)力值增加了53MPa由于合金晶粒組織的細(xì)化，使該合金 蠕變速率與1#合金基本相當(dāng)甚至更高;對于6063鋁管，由于時效相 細(xì)化、PFZ寬度的減小、合金中的細(xì)小A19FeNi相和彌散A13zr共同強化作用，使其蠕變速率比l#合金低大約1個數(shù)量級，200C和 250℃時門檻應(yīng)力值分別增加了26MPa和29MPa但蠕變應(yīng)力指數(shù)沒 有顯著變化。飛機多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕渦流檢測技術(shù)研究飛機多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的隱藏腐蝕,如機翼、機身蒙皮搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐蝕,損傷比較隱蔽,難以及時發(fā)現(xiàn),嚴(yán)重威脅著飛行安全。渦流無損檢測技術(shù)以其檢測速度快、檢測準(zhǔn)確性高以及非接觸等優(yōu)點在飛機定期的檢測中得到廣泛應(yīng)用。針對上述情況,本文開展了飛機多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕渦流檢測技術(shù)研究。

主要研究成果如下:1構(gòu)建無限大任意層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方通有正弦交流電的圓柱形互感式渦流傳感器的解析模型,將空間區(qū)域相應(yīng)的磁場與矢量磁位邊界條件代入Maxwel方程組,采用截斷區(qū)域特征函數(shù)級數(shù)展開式法,求導(dǎo)出圓柱形互感式渦流傳感器放置于多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上方時檢測線圈阻抗變化量的級數(shù)表達(dá)式。之后使用Mathematica與CIVA 軟件分別計算了渦流傳感器置于不同厚度的單層導(dǎo)電平板上方時,檢測線圈阻抗的變化量。兩種方法的計算結(jié)果基本相同,驗證了級數(shù)表達(dá)式的正確性。2CIVA 中構(gòu)建三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)渦流檢測的數(shù)值模型,根據(jù)渦流傳感器激勵線圈在鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的渦流場強度分布,改進(jìn)了傳感器的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同外徑與截面形狀的傳感器線圈對鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的響應(yīng)結(jié)果,優(yōu)化了傳感器的尺寸參數(shù)。根據(jù)不同檢測率與提離高度下渦流傳感器對鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的響應(yīng)結(jié)果,得出了最佳的檢測參數(shù)。提高了檢測靈敏度。3通過研究與分析現(xiàn)實中飛機多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部常見腐蝕缺陷的特征,運用CIVA 三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)模型內(nèi)部加入不同尺寸與埋深的矩形空氣缺陷,計算出渦流傳感器對不同尺寸與不同埋深缺陷的響應(yīng)結(jié)果,得出檢測線圈阻抗變化量幅值與相位隨矩形空氣缺陷尺寸與埋深的變化規(guī)律,并總結(jié)出定量飛機多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷邊界、深度與埋深的方法。4根據(jù)飛機多層搭接結(jié)構(gòu)特點,使用6063鋁管制作了帶有人工缺陷的三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)渦流檢測參考試塊。之后根據(jù)第3章中優(yōu)化渦流傳感器的結(jié)論,制作了一款用于檢測飛機多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐蝕缺陷的傳感器。接著模擬實際空氣中的鹽霧與酸性氣體,配制了酸性氯化鈉腐蝕溶液,令其與LY12鋁板反應(yīng),加工制作了帶有模擬自然腐蝕缺陷的飛機三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)試件。通過對比參考試塊與模擬自然腐蝕缺陷試件中缺陷的阻抗信號,并結(jié)合第4章中對腐蝕缺陷定量方法,較為準(zhǔn)確地定量出模擬自然缺陷的邊界、埋深以及腐蝕深度。因此憶可提高2618合 金在250℃經(jīng)100h高溫?zé)岜┞逗蟮母邷厮矔r抗拉強度。隨著溫度的升高。

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