随机载荷谱下基于声发射的耳片接头疲劳裂纹识别方法

祁小凤,杨宇,康卫平,王倩

中国飞机强度研究所 智能结构与健康管理技术研究室,西安 710065

目前,在飞机结构试验中常采用的无损检测方法主要为超声、涡流、渗透、X-射线、磁粉、磁记忆和低频板波等[1-3]。这些检测方法都需要在试验停止的情况下才能对试验件进行无损检测,因此将延长试验周期,并且极易因人为因素造成漏检。此外,对于飞机结构不可达关键部位,无法使用上述常规无损检测方法。为了提升飞机结构疲劳试验质量,及时捕获关键部位的疲劳裂纹萌生并监控裂纹的扩展状态,有必要对飞机结构状态进行动态实时监控[4-5]。

声发射(Acoustic Emission,AE)监测技术[6]是一种动态损伤监控技术。在激励(如力、温度、电等)作用下,材料会出现局部应力集中,导致能量快速释放而发出瞬态弹性声发射波。通过实时采集分析这些声发射波,就可以实现对声源活性、强度、严重性等的评估,从而对材料和结构的损伤演变历程进行跟踪,实现对结构健康状态进行评估[7-8]。

经过数十年的研究与发展,目前声发射技术已被广泛应用在了各种工业领域中,诸如在岩土、建筑、交通、航空、航天、铁路等领域中均取得了有效的成果[9-15]。特别是在航空领域,利用声发射技术对航空结构疲劳试验进行在线监测已成为近些年来国内外的重要关注点之一[16-17]。例如在国外[18],美国 GRUMAN航空公司[19]就曾采用声发射技术对全机疲劳试验中的飞机关键结构进行了在线监测,发现声发射技术比其他无损检测手段能更早发现隔框处的损伤。……