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《南昌航空大学》 2019年
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直升机旋翼粘弹阻尼器内部缺陷无损检测方法研究

孙献煜  
【摘要】:粘弹阻尼器作为直升机旋翼系统稳定的关键构件,在直升机起飞和降落时承受巨额的交变载荷,工作环境极其恶劣。除了要为桨叶摆振运动提供足够的阻尼,还要求阻尼器自身结构简单、重量轻、可靠性高,故使用高阻尼硅橡胶作为承受交变载荷的弹性基体,弹性基体与铝合金内筒、外筒衬套通过胶粘剂高温热硫化粘接成型的全新工艺。然而,在制造过程中,可能存在橡胶内部气孔、金属—橡胶结合层处粘接不良等问题;在使用过程中,随着橡胶多次疲劳,可能会出现金属—橡胶结合层脱粘及橡胶内部开裂等问题。无论何种缺陷,都将严重的影响阻尼器的性能,进而威胁直升机的安全。因此针对粘弹阻尼器的质量检测开展相应的技术研究,对保障直升机安全具有重要意义。首先根据粘弹阻尼器结构特点与粘接工艺及可能出现的缺陷特征,选择研究工业CT方法和超声特征扫描成像方法。这两种方法各有优势也各有不足,因此采用对比的方式来相互补足。随后利用工业CT检测平台对阻尼器进行成像检测,利用FDK算法重建图像后,对检测结果进行分析,得出弹性体的内部缺陷及金属—橡胶界面处的脱粘缺陷的具体位置及尺寸。再利用VGstudio软件的拓展模块,先将整个缺陷部位用颜色标记,令缺陷显示更加清晰直观,同时对体积型缺陷做了定量统计;再将整个阻尼器由三维立体图形展成二维环切平面图形,从而能更准确地判断结合层处的缺陷。然后对超声方法进行脱粘缺陷检测研究,使用超声特征成像检测方法对阻尼器的外筒结合层进行对比检测,分析检测结果,与射线检测结果做出比对,检测到射线检测漏检的紧贴型脱粘缺陷。最后设计开发出一套卧式专用超声特征成像系统。利用该系统对阻尼器样品的内筒结合层进行成像检测,直观显示出了缺陷的分布情况,又与射线检测结果做出比对,同样检测到射线检测漏检的脱粘缺陷。研究结果表明:工业CT既可以检测弹性体的内部缺陷也可以检测金属—橡胶结合层的脱粘缺陷,分辨力可达1mm;超声特征成像技术则可检出工业CT无法检测的紧贴型脱粘缺陷。该方案可靠性高,可重复性强,适用于粘弹阻尼器的批量生产环节和在役质量监测环节。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:V275.1

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