纤维增强非晶基复合材料棒超声无损检测方法研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzllh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钨纤维增强锆基非晶复合材料棒作为一种新型的穿甲弹弹芯,是实现穿甲作用的主体部分。为了达到好的穿甲效果,穿甲弹发射的初速度通常超过2000m/s,发射时的加速度会使弹芯承受极高的冲击载荷。而锆基非晶合金在室温下几乎没有塑性,若复合材料内存在界面分离缺陷或基体内有平行于纤维的裂纹缺陷,在高速冲击载荷作用下,缺陷区域会因密度差而迅速扩大,致使弹芯内部受力不均和分裂,导致穿甲效果不佳,严重者甚至会在发射瞬间弹芯分离飞溅,造成安全事故。因此,有必要研究针对钨纤维增强锆基非晶复合材料的无损检测方法,以剔除有缺陷的穿甲弹弹芯。  本文通过查阅相关的文献资料,发现国内外尚没有针对这种复合材料的无损检测方法和技术。本文根据穿甲弹对该材料的功用要求,针对其各向异性和衰减大等特点,结合现有无损检测理论和技术方法,确定了超声检测的技术路线,较系统地开展了钨纤维增强锆基非晶复合材料棒的超声无损检测方法研究,主要取得了以下研究结果:  1.通过测量复合材料不同方向的超声衰减系数,并分析了常见棒材超声检测方法的不足,提出了一种基于超声泄漏波的检测方法:在棒内激励出沿纤维方向传播的高频超声波,在不能传播剪切波的介质中接收从棒中传出的泄漏波,将此作为检测信号进行分析,简称“高频泄漏波法”。  2.采用有限元法,模拟了沿各向同性棒内轴向传播的超声波从棒中折射到水中形成的高频泄漏波,发现泄漏波的传播具有方向性,并提出了“泄漏角”的概念;同时还发现棒中缺陷会影响泄漏波的形成,说明通过分析高频泄漏波信号可以检测棒中缺陷。  3.为了能有规律、快速地采集泄漏波信号,根据泄漏波检测法的特点制定了自动检测的扫查方案,并根据该方案设计制作出了复合材料棒材泄漏波自动无损检测设备。  4.在自制设备上进行了钢棒和钨纤维增强锆基非晶复合材料棒的高频泄漏波检测对比实验,提出了棒内超声波边界反射和波形转换形成泄漏波的模型,该模型对目前的实验现象都可以做出较好的解释。实验还发现钢棒中的高频泄漏波存在能量转移现象,而且通过有限元软件进行数值模拟也得到了相同的规律。  5.为了研究高频泄漏波法对纤维增强型复合材料内缺陷的检测能力,在自制设备上,对预制盲孔缺陷(Φ1.2mm)的钢棒和预制孔洞缺陷(Φ0.3mm×20mm)与界面分离缺陷(锤击表面致裂)的钨纤维增强锆基非晶复合材料棒都进行了检测实验,所有预制缺陷都能够被有效地检出,而且缺陷信号所具有的现象可由“边界反射和波形转换模型”进行解释,理论分析与实验一致。  研究结果表明,本文所提出的纤维增强型复合材料棒的超声泄漏波检测法可有效地检测出其中的缺陷,可望应用于穿甲弹弹芯的制造质量检测。
其他文献
本论文分为三个部分,Ⅰ.吸附在金表面上的CTAB双分子层的结构和动力学性质。Ⅱ.BSA吸附金表面的分子动力学模拟。Ⅲ.一种新型纳米材料脱水过程的分子动力学模拟。  在第一部
期刊
近年来,随着全球气候暖化,我国南方地区尤其是长江中下游稻作区夏季经常出现极端高温和持续高温的现象,对水稻生产造成一定影响。因此,对高温热害的动态监测、预警、评估和防御,成为水稻高温热害研究的重点。随着卫星探测仪器和遥感信息提取技术的日趋发展和成熟,通过卫星遥感技术快速无损实时监测水稻的生长状况以及进行灾害评估的研究受到重视。本文根据2007年和2008年在江苏南京、兴化和宿迁等地的试验,研究了水稻
本文以二元镁合金作为研究对象,通过在纯镁中分别添加了Sb,Bi,Cd,Pb四种合金元素形成二元镁合金,研究了这四种合金元素对二元镁合金腐蚀作用的影响,采用了中性盐雾和静态浸泡失重法
随着社会经济的飞速发展和改革开放的不断深入,大众传媒已经覆盖各个地区甚至各个角落,从而使世界不同的文化汇聚在一起.而礼仪文化作为我国中华传统文化,对引导大众形成正确
农业水土工程建设理论与建筑物新型结构作为农业水土工程学科体系与范畴之一,主要研究有关农业水土工程新的设计理论、新型建筑物结构和新材料的应用,为农业水土工程事业发展提
在耐高温聚合物领域,近年国外相继报道了一些新型芳基乙炔聚合物,其结构中引入了无机元素硅或硼,典型的聚合物包括:聚苯基二乙炔基苯硅烷(MSP)[-Si(Ph)H-C≡C-C6H4-C≡C-]、聚(碳
随着人们对环境舒适性要求的不断提高,环境噪声已经成为评价舒适性的重要指标之一。传统的封闭空间噪声控制主要采用隔声、吸声等被动降噪措施,这些降噪方法对降低空间中高频段
期刊
随着微信的兴起和用户数量不断增长,使得微信对信息的传播起着越来越重要的作用.与此同时,微信公众平台的上线,给文化在微信上的传播提供了无限的可能.近年来,微信公众平台发