飛行器桁條結構中超聲導波傳播特性研究.pdf

1、碩士學位論文飛行器桁條飛行器桁條結構結構中超聲導波傳播特性超聲導波傳播特性研究研究ResearchonpropagationPropertyofultrasonicguidedwaveinaircraftstringer作者姓名：姜又強學科、專業(yè)：航空宇航科學與技術學號：21423019指導教師：武湛君完成日期：2017年6月5日大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文I摘要飛行器桁條

2、作為飛行器結構主要承力構件之一，除承受軸向載荷外，桁條結構也承受低溫引起的應力和疲勞載荷等，對其結構狀態(tài)進行監(jiān)測是保障結構完整性的重要措施。超聲導波檢測技術具有檢測距離長、效率高、成本低等優(yōu)勢，已廣泛應用于管道、板材和鋼軌等的無損檢測中。然而，飛行器桁條截面復雜，其導波傳播特性研究面臨挑戰(zhàn)。這一問題的解決對于實現(xiàn)飛行器桁條結構狀態(tài)監(jiān)測具有重要意義。為研究飛行器桁條中超聲導波傳播特性，本文完成了以下工作：(1)調研并闡述了國內外超聲導波檢

3、測技術的研究現(xiàn)狀，對異型結構中導波傳播問題研究進展進行了總結分析；介紹了超聲導波傳播理論，以及板中Lamb波和管中導波傳播特性相關理論，提出了應用半解析有限元法求解飛行器桁條中超聲導波傳播特性。(2)運用數(shù)學軟件MATLAB，結合超聲導波傳播理論，自主研究并編程實現(xiàn)了半解析有限元算法，求解得到了桁條和鋼軌中超聲導波傳播頻散曲線和各模態(tài)導波振型，并結合超聲導波傳播理論分析了四種典型飛行器桁條中導波傳播的多模態(tài)和頻散特性。(3)分析了網(wǎng)格尺

4、寸引起的數(shù)值頻散對半解析有限元法求解飛行器桁條頻散曲線的影響；定性討論了其他參數(shù)不變的情況下，材料參數(shù)、幾何尺寸對飛行器桁條中超聲導波傳播特性的影響。(4)研究了適于導波檢測的頻率和模態(tài)，運用有限元軟件ABAQUS仿真分析了導波在飛行器桁條中的傳播過程，并通過實驗驗證了飛行器桁條中超聲導波的傳播理論的正確性。本文研究工作從理論、仿真和實驗全面分析了導波在飛行器桁條中的傳播特性，為超聲導波檢測在飛行器桁條中的應用奠定了理論基礎。關鍵詞：飛