蜂窝夹层结构脱粘缺陷电磁锤敲击检测模型及持力时间分析

发布时间：2025-04-27 00:14

　　 为了定量描述蜂窝夹层结构敲击检测中敲击头持力时间与脱粘缺陷直径和面板特性的依赖关系,建立了敲击过程的力学模型,推导和分析了持力时间随缺陷直径和面板拉力的变化情况,并与试验数据做了拟合和比较。结果表明,在拟合的面板拉力取值下,模型计算值与试验值吻合较好。模型可用来计算持力时间的数值和分析持力时间的变化趋势。对于同一面板的脱粘缺陷,持力时间随缺陷直径的增大而增大。对于同种材料面板的相同直径的脱粘缺陷,持力时间随面板厚度的增大而减小。对于同厚度面板的相同直径的脱粘缺陷,复合材料碳环氧树脂面板对应的持力时间短于铝面板。

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【部分图文】：

图1 电磁敲击头结构示意图

在传统弹簧模型中，将敲击头敲击面板的过程抽象成一个质量为m的质点下压劲度系数为k的弹簧的过程，其持力时间为弹簧振子振动周期的一半，即Δt=π（m/k)1/2。当蜂窝夹层结构材料粘接完好时，代表材料敲击反馈的弹簧劲度系数k较大，相应的持力时间较短；当材料发生脱粘时，弹簧劲度系数k减....

图4 敲击头下压示意图

在粘接牢固的芯格中[图4(a）]，芯格的6个芯格壁为该芯格对应的面板提供了牢固的支撑。在敲击头作用下，面板弯曲仅发生在该芯格内部，上述推导过程中的面板弯曲半径r0即为芯格半径。当蜂窝夹层结构中出现面板脱粘缺陷时[图4(b）]，假设位于示意图中间的芯格与面板脱粘，而与之相邻的芯格与....

图5 拉力取值不同时持力时间随缺陷直径的变化

对持力时间随缺陷直径和拉力的变化关系进行数值计算。计算中，敲击头初始高度H=5mm，敲击头质量M=20g，线圈施加在敲击头上的平均力Fm=1.1N，则由（3）式和（4）式可知，敲击头下落时间t0=12.4ms，与面板撞击前的速度v0=805mm/s。设系统阻尼为临界阻尼....

图6 试验板实物照片和敲击信号

试验在“蜂窝胶接结构敲击自动检测系统”[4]上进行，通过工控机发送敲击头下落和上提信号，采集传感器接收到的敲击信号并读取持力时间。在试验中，共对比了5块不同面板厚度和材料的蜂窝夹层结构试验板，试验板所用的面板分别是厚度0.5、0.8、1、1.5mm的铝面板和厚度0.8mm的T....

本文编号：4041584