基于超声导波的贮箱绝热层脱粘检测试验
王奕首1,3
马云龙？
武湛君！
马书义
常志龙2
（1大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，大连116024）
（2北京宇航系统工程研究所，北京100076）
（3厦门大学航空系，厦门366105）
文摘研究使用超声导波对绝热层脱粘损伤进行检测的可行性。在铝板上采用环氧树脂粘接片状结构聚酰亚胺泡沫模拟绝热结构。通过在铝板上布置一对可变角度的模形探头，改变入射角度和激励信号中心频率产生适当的导波模态，采用Pitch-catch方式研究不同扫描路径上的超声导波在贴片结构上的传播特性变化。实验结果表明绝热层泡沫吸收了超声导波大部分能量，采用超声导波可定性地检测绝热结构的脱粘状况，包括脱粘位置和大小。
关键词绝热层，超声导波，损伤检测，脱粘缺陷，完整性监测
中图分类号：V448.25+1
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2014.Z1.016
An Experimental Study on Disbond Detection in a Thermal Insulation System Using Guided Waves
WANGYishou
1,3
MAYunlong
WUZhanjun'MAShuyi'
CHANG Zhilong
(1State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment,Dalian University of Technology, Dalian 116024)
(2Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering，Beijing100076）(3 Department of Aeronautics, Xiamen University, Xiamen 361005)
AbstractThe feasibility of ultrasonic guided waves for disbond detection of thermal insulation system is conduc-ted. Some polyimide foams are bonded on an aluminum plate using epoxy adhesive to simulate thermal insulation sys tem. Two variable angle probes are located on the two edges of the plate. The appropriate mode of guided wave is gen-erated by changing the incidence angle and the center frequency of the excitation signal. The pitchcatch mode is used to study the propagation characteristics of guided wave on different scanning path. Experimental results show that the foam insulation layer absorbs most of the energy of ultrasonic guided waves, and the ultrasonic guided waves can be used to qualitatively detect disbond defect between the foam and the substrate, including the disbond location and size.
Key wordsThermal insulation system,Guided wave, Damage detection,Disbond defect,Integrity monitoring
0引言
低温贮箱绝热结构一般是由绝热泡沫材料和粘接剂组成，将一定大小的片状泡沫材料粘接在贮箱基体表面，片状泡沫之间采用粘接剂连接，因此绝热结构和贮箱箱体构成了种复杂的贴片结构。造成低温贮箱绝热结构损伤的主要因素主要包括轴压和温
收稿日期：20140723
基金项目：自然科学基金项目(51475067，11172053）
度载荷。轴压载荷造成了箱体和绝热层发生错位，也可能造成了绝热层泡沫发生断裂。低温易导致粘接剂发生玻璃化转变，变为脆性材料；再人大气层产生的高温气动热导致了绝热结构的温度梯度高达几百摄氏度，使得粘接剂发生应力松弛和螨变。
因此，绝热结构在轴压和温度联合作用下，低温
作者简介：王奕首，1978年出生，博士，主要从事结构健康监测，航天器布局设计与研究。E-mail；wangys@dlut.edu.cn 通讯作者：武湛君，1972年出生，教授/博导，E-mail：wuzhj@dlut.edu.en
宇航材料工艺万方数据
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2014年增刊1
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