飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕渦流檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的隱藏腐蝕，如機(jī)翼、機(jī)身蒙皮搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐蝕，損傷比較隱蔽，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重威脅著飛行安全。渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)以其檢測(cè)速度快、檢測(cè)準(zhǔn)確性高以及非接觸等優(yōu)點(diǎn)在飛機(jī)定期的檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。針對(duì)上述情況，本文開(kāi)展了飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)層腐蝕渦流檢測(cè)技術(shù)研究。論文的主要研究成果如下：
　　(1)構(gòu)建無(wú)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(chǎng)與矢量磁位邊界條件代入Maxwell

2、方程組，采用截?cái)鄥^(qū)域特征函數(shù)級(jí)數(shù)展開(kāi)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(shí)檢測(cè)線圈阻抗變化量的級(jí)數(shù)表達(dá)式。之后使用Mathematica與CIVA軟件分別計(jì)算了渦流傳感器置于不同厚度的單層導(dǎo)電平板上方時(shí)，檢測(cè)線圈阻抗的變化量。兩種方法的計(jì)算結(jié)果基本相同，驗(yàn)證了級(jí)數(shù)表達(dá)式的正確性。
　　(2)在CIVA中構(gòu)建三層鋁合金搭接結(jié)構(gòu)渦流檢測(cè)的數(shù)值模型，根據(jù)渦流傳感器激勵(lì)線圈在鋁合金搭接結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的渦流場(chǎng)強(qiáng)度分布，改進(jìn)

3、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(duì)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(cè)率與提離高度下渦流傳感器對(duì)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(cè)參數(shù)。提高了檢測(cè)靈敏度。
　　(3)通過(guò)研究與分析現(xiàn)實(shí)中飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部常見(jiàn)腐蝕缺陷的特征，運(yùn)用CIVA在三層鋁合金搭接結(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(jì)算出渦流傳感器對(duì)不同尺寸與不同埋深缺陷的響應(yīng)結(jié)果，得出檢測(cè)線圈阻抗變

4、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(jī)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(jī)多層搭接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用LY12鋁板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(cè)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(cè)飛機(jī)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(shí)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(jī)三