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使用ODiSI验证复合粘结接头的完整性

鸡肉铆钉听起来可能不像一个非常专业的术语。但它是指在航空航天工业中广泛使用的,用于保证碳纤维增强塑料(CFRP)材料粘接可靠性的机械紧固件。188金宝搏软件由于对粘接的理解还不是很透彻,目前的认证要求需要证明,在达到关键设计载荷时,每个粘接接头不会分离,从而导致结构失效。最简单和最便宜的方式来做这是组装的零件与这些额外的机械紧固件,或鸡铆钉。

额外的紧固件会损害零件吗?

不幸的是,这些额外的紧固件实际上否定了粘合接头的许多主要益处,包括更高的关节刚度和优异的疲劳性能。而不是将负载均匀地转移到粘合界面,紧固件和孔中产生应力浓度。额外的紧固件加重,它们的孔通过水进入,湿度和腐蚀来鼓励环境退化。

一架波音787梦幻客机在华盛顿州埃弗雷特公司工厂的油漆库里。在2009年,。(伊莱恩·汤普森,美联社)。
一架波音787梦幻客机在华盛顿州埃弗雷特公司工厂的油漆库里。在2009年,。(伊莱恩·汤普森,美联社)。

我们怎样才能更好地了解关节?

加速远离鸡用铆钉的一种方法是加深对粘合结构损伤增长的理解。研究人员一直在使用Luna的分布式应变传感系统,以评估可能影响粘接接头完整性的难以检测的缺陷和损伤。载荷分布有多均匀?失败是如何开始和演变的?分析这些关节应该使用什么模型参数?

Luna的ODiSI平台允许在连续的光纤传感器上以每毫米的速度捕捉应变测量值,允许您通过一次扫描就可以看到整个关节的应变分布。在静态和疲劳载荷作用下,任何缺陷都可以很容易地检测到陡峭的应变梯度,并且可以精确地跟踪到整个接头。除此之外,小的光纤传感器尺寸使得它可以直接嵌入到粘合线中。这意味着你现在在那个关节有一个微观的局部测量。最后,当零件的有限元模型被创建时,ODiSI的测量点可以用来提供横跨整个结构的真实校准数据。这是相对于被限制在单点,你获得使用表面安装的电箔式压力表。

其他研究人员了解到什么?

研究的主体是广泛的和不断增长的。来自密西西比州立大学的研究人员表明,接缝内部增加的光纤传感器完全不会增加撞击粘结强度(https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2016-0239)。挪威的研究人员使用分布式传感器跟踪有意缺陷的生长,以准静态拉伸负载,并在整个去粘合过程中跟踪应变梯度(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836815000086)。在一项跨国合作中,里贝罗和他的同事使用ODiSI系统来评估脱债增长的稳定性和速率(https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00218464.2018.1433039.)。在这些论文中,还创建了相应的有限元模型,并用于对分布应变测量进行交叉参考验证。

参考文献1:图6.疲劳试验后光纤的区域4和5的应变分布和与C扫描检查的图像相关。
参考文献1:图6.疲劳试验后光纤的区域4和5的应变分布和与C扫描检查的图像相关。

结论

粘接接头的使用正在获得牵引,不仅在航空航天工业,而且在汽车和能源工业,轻量化和强度优化。188金宝搏软件188金宝搏软件因此,如果能够以一种更有力和直接的方式来评估这些关节的完整性,将会非常有益。

要了解有关如何更好地了解粘合件零件的行为的更多信息,请查看我们的odisi.分布式传感平台。

参考资料

1 Fabricio N.Ribeiro,Marcias Martinez&Calvin Rans(2018)模式II疲劳脱粘采用中央切割层标本和分布式应变传感技术,粘连,土井杂志:10.1080 / 00218464.2018.1433039