用ODiSI检验复合胶接接头的完整性
鸡铆钉听起来可能不是一个很专业的术语。然而,它是指在航空航天工业中广泛使用的保证碳纤维增强塑料(CFRP)材料粘接可靠性的机械紧固件。由于对粘接的理解不太透彻,目前的认证要求需要证明,如果达到临界设计载荷,每个粘接接头将不会分离并导致结构失效。最简单和最便188金宝搏软件宜的方法是用这些额外的机械紧固件或鸡铆钉组装零件。
附加紧固件是否会损坏零件?
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。
我们能做些什么来更好地理解关节?
一个加速远离鸡铆钉的方法是对粘结结构的损伤增长有更深入的了解。研究人员一直在使用Luna的分布式应变传感系统来评估难以检测的缺陷和损伤,这些缺陷和损伤可能会影响粘接接头的完整性。负载分布有多均匀?失败是如何开始和演变的?应该使用什么模型参数来分析这些关节?
Luna的奥迪西平台允许沿连续光纤传感器在每毫米处捕获应变测量,允许您通过单次扫描查看整个关节的应变分布。在静态和疲劳加载过程中,任何缺陷都可以很容易地检测为陡峭的应变梯度,并通过接头精确跟踪。除此之外,较小的光纤传感器尺寸有助于直接嵌入到键合线中。这意味着您现在在该关节处有一个微小的局部测量。最后,在建立零件的有限元模型时,可以使用ODiSI的测量点提供整个结构的实际校准数据。这与仅限于使用表面安装的电箔测量仪获得的单点形成对比。
其他研究人员学到了什么?
研究的范围很广,而且还在不断扩大。密西西比州立大学的研究人员表明,在关节内增加光纤传感器根本不会影响粘结强度(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). 在一项多国合作的努力中,里贝罗和他的同事使用ODiSI系统来评估脱胶的稳定性和增长率(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,并用作分布应变测量的交叉参考验证。
结论
胶接接头的使用不仅在航空航天工业中,而且在汽车和能源工业中也越来越受到重视,以实现轻量化和强度优化。因此,能够以一种更为稳健和188金宝搏软件直接的方式评估这些关节的完整性将是非常有益的。188金宝搏软件
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参考
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