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摘要:随着复合材料在飞机上的应用越来越多,复合材料航空航天结构的结构健康监测 (SHM) 领域的进步取得了许多新的成功贡献。然而,其应用在航空工业的运营条件下仍然并不常见,主要是由于研究重点和应用之间的差距,这限制了向改进的飞机维护策略(如基于条件的维护 (CBM))的转变。在本文中,我们确定并强调了复合材料飞机结构 SHM 领域成熟的两个关键方面:(1) 需要对飞机结构健康管理进行整体损伤评估的飞机维护工程师,以及 (2) 将 SHM 应用升级到实际服役条件下的复合飞机结构。多传感器数据融合概念可以帮助解决这些问题,我们阐述了它的好处、机遇和挑战。此外,为了演示目的,我们展示了基于融合的 SHM 系统的概念设计研究,用于对代表性复合飞机机翼结构进行多级损伤监测。通过这种方式,我们展示了多传感器数据融合概念如何使社区受益,推动复合飞机结构的 SHM 领域向航空工业的 CBM 应用迈进。
s Grigg,C A Featherston,M Pearson和R Pullin Cardiff工程学院,加的夫大学,皇后建筑,游行,加的夫,CF24 3AA摘要。声发射(AE)是一种原位结构性健康监测(SHM)技术,在该技术中,由于裂纹生长而产生的超声波监测结构。将AE应用于飞机和其他复杂结构时,AE的主要挑战是,波传播会受到加强剂,孔,厚度变化和其他复杂性的显着影响。这降低了基于奇异传播波速的传统源位置技术的准确性。Delta-T方法通过映射结构并考虑这些更改来实现更高级别的准确性。在这项工作中,AE监视设备安装在铝空客A320机翼的一部分上。位置试验显示,与商业标准技术相比,人工HSU-Nielson来源的Delta-T技术将平均误差从85mm提高到23mm。在疲劳下进行测试证明了检查3D结构(由于多个信号路径)具有显着水平的背景噪声时遇到的挑战。在结构中鉴定出的两个裂纹中,其中第一个被成功地检测到并找到,而另一个由于高机噪声和无代表性的负载而错过了。
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机身结构应具有足够的静态强度,以应对所有载荷条件载荷,而不会降低机身的结构性能。应为操作、维护功能和任何模拟载荷条件的测试提供足够的强度,以便:
本文提出了一种分析模型,该模型使用历史损伤尺寸数据来推断造成一定损伤的物理撞击物特性(尺寸和能量)。维护任务在操作中是由于撞击而发生的,但在大多数情况下,事件中造成的损伤来源仍然未知。因此,通过从损伤类型和严重程度相对于撞击物类型的分布中推断出造成某种损伤的原因,维护人员可以更好地了解给定撞击物源的预期结果。开发的模型在局部变形和整体板块挠度之间引入了一个新型过渡变形区域,可以快速准确地预测撞击事件。使用已知的铝结构特性和损伤尺寸,将损伤数据转换为撞击物数据。该模型应用于一个案例研究,使用了波音 777 机队的 120 个机身凹痕损伤尺寸(长度、宽度和深度)。结果表明,该模型可以推断出 94% 的考虑损伤的撞击器特性,撞击器能量和半径分别高达 240 J 和 110 mm。� 2021 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
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摘要 本出版物研究了新型压电材料在振动飞机结构上的能量收集应用。这些材料与传统的压电换能器材料(如压电陶瓷)相比具有显著的优势。特别是,木质材料形式的生物材料和辐照交联聚丙烯形式的铁电驻极体是研究的对象。两种材料都显示了机械和机电性能方面的材料特性。对于木质材料,使用压缩试验,因为材料具有承重性能。铁电驻极体具有高柔顺性,因此在拉伸试验中研究了材料特性,并在四点弯曲试验中研究了其粘在动态弯曲表面上的行为。此外,还介绍了铁电驻极体材料模型的 FE 模型,并通过实验结果进行了验证。给出了两种材料不同概念的功率输出估计。
摘要:近年来,减载技术在运输机上得到越来越广泛的应用。对于已服役的飞机,减载可以延长疲劳寿命,或实现微小的配置变化。如果在飞机设计过程中考虑减载,则可以减轻飞机的结构质量。本文研究了各种机动和阵风减载算法以及未来潜在的飞行操作、湍流预测和材料科学技术,并评估了可以实现的质量减轻。以一架远程运输机为参考,考虑的载荷工况条件为1-cos阵风、机动和准定常着陆。基于载荷,优化了升力面的复合结构,同时保持次级质量以及机翼平面形状不变。实施所有技术后,翼盒重量可减少 26.5%,或减少空载重量的 4.4%。
摘要:近年来,减载技术在运输机上得到越来越广泛的应用。对于已服役的飞机,减载可以延长疲劳寿命,或实现微小的配置变化。如果在飞机设计过程中考虑减载,则可以减轻飞机的结构质量。本文研究了各种机动和阵风减载算法以及未来潜在的飞行操作、湍流预报和材料科学技术,并评估了可以实现的质量减轻。为此,以一架远程运输机为参考,考虑的载荷工况为1-cos阵风、机动和准定常着陆。基于载荷,优化了升力面的复合结构,同时保持次级质量和机翼平面形状不变。实施所有技术后,可实现翼盒质量减轻26.5%或运行空重的4.4%。