文档介绍：
兰姆波评价胶接接头内聚强度的有限元分析
车飞,卢超
南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,南昌
摘要:金属薄板检测中,声一超声检测方法可激发多模式的兰姆波,兰姆波能够评价金属胶接
后结构质量,正确认识兰姆波传播特性与胶接接头强度的关系是有效应用该技术的基础。采用有
限元模拟的方法,对金属板胶接接头中声一超声激励方式建模。将胶接接头内聚强度与兰姆波的传
播模式联系起来,,随着胶层内聚强度的降低,得出了对应
兰姆波模式在胶接接头处内聚强度的频谱图和相对能量的变化曲线。该法能为实验研究、实际检
测提供有效理论依据。
关键词:声一超声;兰姆波;无损检测;有限元模拟
中图分类号:.;. 文献标志码: 文章编号:———
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胶接工艺在航空航天等高技术领域的应用越来声一超声方法方法,也叫应力波因子法,
越广泛,然而对胶接接头性能的无损评价却是很困将两个相隔一定距离的换能器放置在试件的同一表
难的,但是对于金属胶接结构来说,所研究的强度区面上,换能器以垂直入射方式将超声脉冲调制信号
域在界面上,或是较薄的板的下面,板中的导波兰姆引入试件,采用构造“应力波因子”的方法来
波能够存在于金属层和胶层之间,能够沿空气/被胶度量材料中的相对能量耗散,进而评价材料的总体
接件/胶层/被胶接件/空气组成的分层结构中传播, 性能。由于兰姆波的复杂性,参数与试件的强
它的速度和波长对胶层的力学性能以及胶层与被胶度之间尚不能建立单值的相互关系,传统的方
接件间的界面状况很敏感,因此使用兰姆波评价胶法回避了对信号本质的分析,具有一定的局限性。
接接头粘接质量具有重要意义。文献中笔者利用相位展开法求相速度对两种不
同厚度铝板声一超声检测信号进行分析,识别出了
收稿日期: 和两种模式兰姆波。目前使用声一超声技术
基金项目:航空科学基金资助项目;无损检测技
提取胶接接头材料性能已经引起广泛的研究兴趣。
术教育部重点实验室开放基金
作者简介:车飞一,女,硕士研究生,研究方向为超声随着各领域最新技术和最新成果的不断交叉、
检测。渗透与吸收,计算机软件的开发与利用,以及有限元
年第卷第期
车飞等:兰姆波评价胶接接头内聚强度的有限元分析
与边界元方法的发展,工程应用和科学研究中遇到
的许多难题得到了解决。借助有限元软
件分析兰姆波在不同强度胶接板中传播过程,可以
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得到大量数据信息,包括直观的图形与图像,这些信、
息使工件变得“透明”,能提高对最基本的超声波回撩
波产生机理以及超声波成像的理解。建立数学模型
后,可以方便地改变各种参数来进行进一步的研究,
或对已有的工艺参数进行优化,数值模拟因此被称
为是理论和实验之间的桥梁。频焊积/.
笔者采用有限元法,对金属板胶接接头中声一超图薄板中兰姆波理论频厚一波数频散曲线
声激励方式建模。,长,搭接区长
率,声一超声方式激发厚的薄板,对胶接接头,胶层厚.。材料为铝,杨氏模量一
中声一超声信号进行频谱