基于超声导波的飞行器密封质量检测方法

高东岳，徐颖珊，郭健，庞冬晫

(1.中山大学 航空航天学院， 广州 510275； 2.北京空天技术研究所， 北京 100074)

为了安装和维修设备、加注燃料与冷却剂，飞行器结构上开设了许多的窗口或口盖，这些口盖与结构口框之间通过螺栓提供预紧力，并利用密封垫、密封胶等技术手段进行密封[1]。用弹性体密封材料，例如密封垫(圈、片、条等密封件)进行密封，可拆卸，便于更换，是最普遍使用的密封技术。但由于固体密封填充缝隙的性能随时间老化，在长期用于有沟槽和孔洞、表面粗糙、表面不平整等部位时可能会影响防水效果。因此评价口盖界面密封条件，进而对口盖密封质量进行控制，成为口盖设计与维护的重要环节[2-3]。

基于超声导波的损伤诊断方法具有检测能量集中，传感器网络尺寸小、质量小、便于大面积布置等优点，在航空航天结构健康监测与寿命预测领域受到广泛关注[4-5]。超声导波信号特征对结构连接的界面质量非常敏感，文献[6-8]从理论和实验两方面研究了超声波与非理想界面的相互作用。由于超声导波在结构健康监测中的潜在应用，研究人员已经开展了涉及检测多种类型缺陷(如疲劳裂纹、脱胶等)与导波相互作用机理的数值、分析和实验研究[9-10]。

近年来，通过分析超声导波信号特征变化来表征接触面质量的思路，被认为是检测接触状态的一种潜在的有效方法，而获得大量研究[11]。Balvantn A J等[8]发现，兰姆波的群速度信号特征与固体接触之间的界面条件之间存在相关性，并利用兰姆波传播参数对非理想接触条件进行了数值计算和实验研究。……