粘弹阻尼器弹性体裂纹检测

行业:其他仪器仪表制造业

成熟度:可以量产

项目简介

一、成果简介:

粘弹阻尼器是直升机球柔性旋翼桨毂的关键构件,具有耗能减震作用。粘弹阻尼器具有以下特点:(1)由于粘弹性阻尼器的滞回环为一个椭圆,因此它的耗能能力特别大,可以有效的吸收结构的能量,从而抑制结构的振动。(2)粘弹阻尼器的性能稳定,可以经过多次的重复加载和卸载,但对于大变形的循环往复加载情况下,阻尼器的刚度会发生一定程度的退化。(3)由于粘弹性材料具有较大的存储剪切模量和损耗因子,因而具有较高的消能能力。但是环境和激励频率均影响其消能特性。(4)粘弹阻尼器灵敏度很高,只要在微小干扰下结构开始振动,阻尼器就能马上消能。(5)在滞回变形中,振动能量转化为热量而被消散,这将引起材料温度的增加。(6)粘弹阻尼器还具有支座及安装简单方便、价格低廉、经久耐用等特点。粘弹阻尼器在长期服役过程中,在使用过程中,由于橡胶发生多次疲劳,在金属与橡胶结合层可能发生脱粘,橡胶内部可能存在孔隙或者发生开裂,内部出现不同类型的缺陷从而导致失效。对于粘弹阻尼器内部可能存在的缺陷,采用如下方法,针对粘弹阻尼器内部裂纹缺陷,进行三维可视化分析并提取缺陷,分析缺陷尺寸及深度,确定缺陷位置及形态分布,同时选择无裂纹的切片图像做比较。针对粘弹阻尼器内部孔隙缺陷,采用阈值分割提取方法,进行三维可视化分析,统计孔隙大小及数量。针对内部脱粘缺陷,预先进行表面测定,将脱粘缺陷提取出来。所获成果正为602所提供技术服务。

二、主要技术指标

(1) 阻尼器弹性体显微CT检测精度:疲劳裂纹开口宽度≥30um

(2) 金属铝-橡胶界面超声无损检测脱粘面积:直径大于Φ6mm缺陷。

三、应用情况概述

根据被检工件的实际尺寸和材质,可选择不同X射线管与探测器配合。尽管有着多种配合方式,但本质上依旧是基于锥形束原理的面阵列扫描和基于扇形束原理的线阵扫描。面阵探测器的工作方式是,探测器是一整个平面,每次接受射束后形成一幅图像,检测时,工件在系统的控制下旋转,面阵探测器保持不动,最后将所有投影图像通过成像算法重建。由于直升机旋翼粘弹阻尼器材料多样、结构复杂、表面为不规则圆柱形、且有一定的厚度变化,图1、图2分别为1号、2号粘弹阻尼器,使用面阵列探测器扫描成像,可能出现射束硬化伪像和部分体积效应伪像,所以选择使用线型扫描。图3CT扫描布置图,将待检粘弹阻尼器放在转台上,调整射线源到阻尼器及探测器间的距离,实验过程中每0.2度获取一张投影图像,最终可得到共1800张投影图像。

image.png