第三章-飞机损伤检测新技术.ppt

原子 分子 运动 运动状态不断变化 物质不断地向外辐射能量 热辐射 黑体的辐射能量 W b 同温度实际物体的辐射能量 W 0 物体的辐射系数 W 0 W b 针对 求微分 确定最大值 黑体光谱辐射功率峰值所对应的波长与黑体的绝对温度成反比 从 0到 进行积分 黑体的总发射功率与其绝对温度的四次方成正比 加热 热量传递 各种因素影响热量传递 材料表面的温度场发生变化 得到材料的相关信息 设计热激励源 利用计算机控制热激励源进行加热 对时序图进行捕捉和数据采集 处理分析数据 显示检测结果 红外热像仪 带有缺陷的试件 高能闪光灯 高能闪光灯 主要是利用被测材料或结构与周围环境之间的自然温差进行检测 必须通过外部热激励 加热 激发出相对温差 并且利用该温差进行缺陷分析与评估 将被检测对象加热到其内部温度达到均匀稳定状态之后 再把它置于一个低于 或高于 该稳定温度的环境中进行红外热成像检测 对被检测对象进行加热 不需要使其内部温度达到均匀稳定状态 而是在其内部温度还不均匀 具有热传导过程的时候进行红外热成像检测 红外热像仪 带有缺陷的试件 热激励源 热激励源 透射模式 红外热像仪 带有缺陷的试件 热激励源 热激励源 反射模式 t t I s s1 s2 s3 s4 红外热像仪 带有缺陷的试件 热激励源 热激励源 设计热激励源 利用计算机控制热激励源进行加热 对时序图进行捕捉和数据采集 处理分析数据 显示检测结果 光学系统 热探测器 将目标的红外辐射集中到热探测器上 将入射辐射转换成电信号进行输出 光电效应 热电效应 热风枪 加热温度过高 引起晶界弱化或使析出的第二相发生回熔 晶界发生融化 产生典型的脆性沿晶开裂 也就是呈现出 冰糖块断裂 烧熔 起泡 变形 强度 硬度 刚度 塑性 严重烧伤区 1 一般在着火点附近 2 加热温度较高 3 热积累严重 4 金属结构往往会被烧熔 起泡甚至烧毁 材料性能严重下降 轻微烧伤区 1 一般离着火点较远 2 经受的温度较高且不均匀 3 材料性能会下降 但经过加强修理之后仍然可以使用 未烧伤区 1 离着火点更远 2 金属结构会因热传导经受高温过程 3 在未烧伤区 散热条件比较好 经受高温时间短 材料性能基本不变 自然时效能够获得 1 最高强度 2 较高的抗蚀性能但是 自然时效时间非常长 人工时效能够获得较高的抗应力腐蚀性能 0 100 200 300 400 500 600 10 20 30 40 50 60 70 LY12CZ的硬度随烧伤温度的变化曲线 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 600 LY12CZ的强度随烧伤温度的变化曲线 0 100 200 300 400 500 10 20 30 40 50 60 70 LY12CZ的电导率随烧伤温度的变化曲线 组织当中的固溶体有序化 两个矛盾的结果 组织当中的固溶体有序化 合金当中异类原子间的结合力加强 电子间的结合力加强 导电的自由电子数量减少 电导率下降 组织当中的固溶体有序化 晶体离子势场对称 电子散射率大为降低 电导率上升 导体的温度升高 导体内原子的热振动加剧 自由电子的碰撞机会增加 电阻率增加 电导率下降 Hp Hs Hp和Hs叠加成合成磁场 线圈内部磁场发生变化 流经线圈的电流I发生变化 电导率划分烧伤范围的标准 0 100 200 300 400 500 10 20 30 40 50 60 70 LY12CZ的电导率随烧伤温度的变化曲线 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 600 10 20 30 40 50 60 强度 MPa 电导率 IACS 温度 强度 电导率 B95材料的强度和电导率随烧伤温度的变化关系曲线 NonDestructiveTesting 对涡流检测线圈加载交变电流 交变的初级磁场 在试件当中感应出涡流 次级磁场 改变涡流检测线圈的性能 输出与试件性能密切相关的电信号 推知试件的电导率 确定飞机结构的烧伤程度 0 8 5 0 IACS 5 25 IACS 25 110 IACS 根据材料类型确定烧伤检测的标准 在烧伤部位选取测量点 对测量点进行表面处理 将电导率检测仪调整平衡 把探头放在要检测的飞机金属或合金表面 直接从仪器上读取电导率值 振荡器 交流电桥 信号处理 放大器 显示器 试件 电导率检测仪的硬件电路原理图 电路的核心 基于涡流电导率的数字式烧伤检测仪 单片机系统 波形变换器 A D转换器 D A转换器 幅相检测器 前置放大器 涡流探头 信号发生器 数码显示器 继电器接口 SJ 2型飞机结构烧伤检测仪的硬件原理图 测试软件系统 A D采集模块 测频模块 信号发生模块 数据处理模块 显示输出模块 SJ 2型飞机结构烧伤检测仪软件组成图 SJ 2型飞机结构烧伤检测仪 飞机结构烧伤检测工艺规范的主要内容 LY12CZ材料的烧伤等级划分表 表面清理 校正仪器 确定标准 检测烧伤工件 划分烧伤