Page 113 - 无损检测2021年第八期
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于全朋, 等:

            飞机关键部件结冰的超声导波探测



















                         图 10  结冰探测试验系统                             图 13  模态 3- 频率 0.5 MHz的导波探测信号
            铝板的试验。
                                                              4  结论
                 各模频点空气 - 铝板和明冰 - 铝板的导波探测信

            号如图 11~13 所 示, 可 以 看 出, 对 于 模 态 3- 频 率                ( 1 )采用半解析有限元方法, 计算 3 种覆冰类
            1.5MHz的模频点, 空气 - 铝板和明冰 - 铝板 导波信                    型的冰 - 铝板结构的频散曲线与波结构, 证明了使用

            号的幅值相差不大, 其中明冰 - 铝板导波信号的幅值                         导波进行结冰探测的可行性。

            与空气 - 铝板导波信号的幅值仅相差 2.3% , 表明该模                         ( 2 )建立冰 - 铝板结构的有限元仿真模型, 分析
                                                               并确定不同模频点对结冰的敏感性, 给出导波结冰

            频点导波对结冰不敏感; 对于模态 1- 频率 2.25 MHz
            模频点, 明冰 - 铝板导波信号的幅值与空气 - 铝板导                       探测模频点的选择方法, 即应选择面内位移占主导
            波信号的幅值相差 15.7% , 表明该模频点导波对结                        的模频点。


            冰一般敏感; 对于模态 3- 频率 0.5 MHz模频点, 明                        ( 3 )导波结冰探测试验验证了其对铝板上直径


            冰 - 铝板导波信号的幅值与空气 - 铝板导波信号的幅                        为 20mm , 厚为 1 mm 结冰的探测能力; 结冰敏感
            值相差 35.2% , 表明该模频点导波对结冰敏感。综                        性试验结果与仿真结果基本一致, 验证了导波结冰
            上可知, 导波对结冰的敏感性试验结果与仿真得到                            探测模频点选择方法的可靠性。
            的敏感性结果基本一致, 同时, 试验观测到各模频点                          参考文献:
            信号的主波包峰值时间存在差别, 表明主波包峰值

            时间可作为表征结冰敏感性的另一个指标。                                [ 1 ]  LEES , BRAGG M B.Investi g ationoffactorsaffectin g

                                                                   iced-airfoilaerod y namics [ J ] .JournalofAircraft , 2003 ,

                                                                   40 ( 3 ): 499-508.

                                                               [ 2 ]  LYNCH F T , KHODADOUST A.Effects ofice

                                                                   accretionson aircraftaerod y namics [ J ] .Pro g ressin

                                                                   Aeros p aceSciences , 2001 , 37 ( 8 ): 669-767.
                                                               [ 3 ]   李国知, 曹义华 . 旋翼结冰对直升机飞行动力学特性的
                                                                   影响[ J ] . 航空学报, 2011 , 32 ( 2 ): 187-194.
                                                               [ 4 ]   王梓旭 . 关于飞机结冰的水滴撞击特性计算与结冰相
                                                                   似准则研 究 [ D ] . 绵 阳: 中 国 空 气 动 力 研 究 与 发 展 中

                                                                   心, 2008.

                  图 11  模态 3- 频率 1.5 MHz的导波探测信号                [ 5 ]   罗茜, 王亚莉 . 飞机结冰对于飞行安全的重大危害分析
                                                                   [ J ] . 科技视界, 2012 ( 20 ): 125-126.
                                                               [ 6 ]   王起达, 王同光 . 机翼结冰探测技术进展[ J ] . 航空制造
                                                                   技术, 2009 , 52 ( 3 ): 62-64.
                                                               [ 7 ]   白天, 朱春玲, 李清英, 等 . 压电双晶片悬臂梁结构用于
                                                                   结冰 探 测 的 研 究 [ J ] . 航 空 学 报, 2013 , 34 ( 5 ): 1073-
                                                                   1082.
                                                               [ 8 ]   赵伟伟, 朱春玲, 陶明杰, 等 . 超声导波技术用于飞机结

                                                                   冰探测的实验研究[ J ] . 压电与声光, 2018 , 40 ( 2 ): 269-
                 图 12  模态 1- 频率 2.25 MHz的导波探测信号

                                                                   275.
                                                                                                         1
                                                                                                        7


                                                                                       2021 年 第 43 卷 第 8 期
                                                                                               无损检测
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