简介:脱粘损伤是复合材料结构中最为常见的损伤之一,由于其目视不可检,因此对飞行器的结构安全存在着严重的威胁。基于声一超声原理的兰姆(Lamb)波损伤监测方法是利用压电传感器的压电效应,以粘贴在结构中表面的压电传感/驱动阵列作为激励器在板类结构中激发一定形式的兰姆波,通过采集和分析结构的响应来监测结构状态和损伤情况。该技术方法把离线、静态、被动的检测转变为在线、动态、实时的健康监测,被认为是最具有应用前景的结构健康监测方法之一,尤其在航空航天飞行器结构健康监测研究中得到了广泛关注。本文以T型加筋复合材料板为研究对象,将时间反转理论应用于基于兰姆波的脱粘损伤监测技术中,提高了信号在板结构中有效成分的能量,从而解决其低信噪比的问题。同时,还利用时间反转对波源的自适应聚焦能力与图像处理技术相结合,通过信号中有效成分的能量聚焦来对T型加筋复合材料板中的脱粘损伤及其扩展情况进行图形显示。结果表明,该方法可有效针对复合材料的脱粘损伤及其扩展情况进行监测,这对飞行器结构在线健康监测有着重要的意义。
简介:为解决复合材料接头强度分析中由于接触造成的收敛困难问题,自定义了具有特殊本构关系的粘接元用来模拟接触,该单元只能传递压力而不能传递拉力。自定义的粘接元被置于两接触对之间用来传递接触压力,从而保证了接触体之间在接触面上的变形协调关系。同时,建立了复合材料单钉接头的三维累积损伤有限元模型。在文献[1,5]的材料性能退化模型基础上,对纤维及基体压缩破坏的刚度退化模式做了改进,并利用自定义粘接元接触技术及改进后的刚度退化方法对模型进行了有限元模拟。最后,进行了四组相应试验件的试验验证,试验结果和模拟结果吻合较好,证明了自定义粘接元接触技术,以及本文中模型和算法的有效性。
简介:二十五年来,美国宇航局和美国空军一直打算开展多种先进的低温上面级的研制,如AMPS、OOS、STV、TUG,HEUS、OTV、AUS等等,但到现在为止,都还始终处于预研阶段,人马座上面级仍在继续改进。利用现有的经费研制一种全新的上面级,以获得比人马座更佳的工作性能和经济效益,这种情况迄今还没有体现出来。本文简要介绍通用动力公司预研的几种先进的上面级方案和基本费用情况。迄今为止,在美国的上面级序列里,只有人马座是采用液氢/液氧推进剂的高能上面级。它已随宇宙神和大力神运载火箭发射了约80次。对人马座继续改进的重点是增加可靠性、降低发射费用、增加滞空时间等。但是,在美国航天界一直存在两种倾向的经费投向,一种是为改进人马座继续投资,另一种则认为应开始研制一种全新的高能上面级,通用动力公司对改进人马座和研制新型上面级两方面部很感兴趣。研制一种全新型的发动机、具有一体化健康管理(IHM)功能的控制系统组成的全新型上面级及其地面辅助设施将需资金20亿美元左右,而其工作性能也许只比人马座提高约10%,这样,研制一种全新型的上面级将是不经济的,除非有特殊的要求,如需要进行载人月球或火星环绕旅行任务,否则,将不会开展全新型的上面级研制。