表 3-3 镍蛇形弹簧的设计常数 ...................................................................................... 35 表 3-4 与设备相关的设计常数 ...................................................................................... 40 表 3-5 继电器建模中使用的参数 ...................................................................................... 45 表 3-6 继电器建模中使用的参数 ...................................................................................... 53 表 3-7 加速度计建模中使用的参数 ............................................................................. 63 表 3-8 系统响应摘要 ............................................................................................. 63 表 4-1 主触点材料的电导率和电子平均自由程 ............................................................. 70 表 5-1 在不同电流密度下电镀镍的时间 ............................................................................. 87 表 5-2 镍电镀溶液的典型成分和操作条件 ............................................................................. 90 表 6-1 制造工艺特性摘要 ............................................................................................. 104 表 7-1 制造的微型继电器的特性 ............................................................................................. 120 表 A-1 推荐的软烘烤工艺 [MicroChem Inc.]............................................................. 144 表 A-2 曝光剂量与厚度的关系 [CAMD].............................................................................. 145 表 A-3 推荐的 PEB 工艺 [McroChem Inc.].............................................................. 146 表 A-4 氨基磺酸镍溶液............................................................................................... 147 表 A-5 镍盐的镍含量.................................................................................................... 151 表 A-6 厚度与曝光剂量的关系.................................................................................... 154
摘要:作为一种有效的结构健康监测(SHM)技术,基于压电换能器(PZT)和导波的监测方法在空间领域引起了越来越多的关注。面对空间结构的大规模监测需求,需要大量的PZT,而这可能导致连接电缆额外重量、放置效率和性能一致性方面的问题。PZT层是针对这些问题的一种有前途的解决方案。但目前的PZT层仍然面临着大规模轻量化监测和缺乏极端空间服役条件下可靠性评估的挑战。针对这些挑战,本文提出了一种大规模PZT网络层(LPNL)设计方法,采用大规模轻量化PZT网络设计方法和基于网络分裂重组的集成策略。所开发的LPNL具有尺寸大、重量轻、超薄、灵活、形状定制和高可靠性的优势。为验证所研制的LPNL在航天服役环境下的可靠性,开展了一系列极端环境试验,包括极端温度条件、不同飞行阶段的振动、着陆撞击、飞行过载等,结果表明所研制的LPNL能够承受这些恶劣的环境条件,具有较高的可靠性和功能性。
摘要:结构健康监测 (SHM) 正被航空航天业广泛采用,作为一种提高飞机结构安全性和可靠性并降低运营成本的方法。飞机结构上的内置传感器网络可以提供有关结构状况、损坏状态和/或服务环境的重要信息。在用于 SHM 的各种类型的换能器中,压电材料被广泛使用,因为它们可以利用压电效应用作执行器或传感器,反之亦然。本文简要概述了过去二十年来为飞机应用开发的基于压电换能器的 SHM 系统技术。然后介绍了结构健康监测系统在飞机应用中的实际实施和使用要求。讨论了解决一些实际问题的最新技术,例如传感器网络集成、大型结构的可扩展性、环境条件的可靠性和影响、稳健的损伤检测和量化。还讨论了 SHM 技术的发展趋势。
许多先进的反应堆概念要求材料在长期使用期间能够抵抗恶劣环境中的各种应力。因此,在某个时候,材料降解(例如蠕变、疲劳、脆化)将开始,如果不加以控制,其发展最终可能导致失效。虽然降解过程根据材料、负载和条件的不同而不同,但它们总是从微观结构水平开始,然后发展到宏观尺度,最终断裂。由于停机检查成本极高,因此最好实施在线状态监测,以保持工厂运行,直到需要维护。超声导波与损伤的相互作用使其非常适合状态监测,如下所述。本文研究的在线状态监测系统的要求是 (i) 耐高温和 (ii) 检测早期损伤的能力。