声发射监测JAS39GRIPEN歼击战斗机

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1、美国物理声学公司(PAC)北京办事处地址:北京亚运村汇园公寓Q座706室PC:100101电话:(010)6492357064992908传真:(010)64992908*无损检测*声发射技术*超声C-扫描*压力容器检测*泄漏检测声发射监测JAS39GRIPEN歼击战斗机Mr.DanLindahlandDr.MarkkuKnuuttilaCMMMaterialteknikABSweden关键词/缩略词:AE——AcousticEmission（声发射）CFRP——CarbonFiberReinforcedPlastic（碳纤维增强塑

2、料）Subcriticaldamage——亚临界损伤摘要JAS39Gripen是一种重量轻的、多功能战斗机，有些部件是由碳纤维增强塑料（CarbonFiberReinforcedPlastic简称CFRP）制成。为进行整机结构（Airframe）的强度考核，由瑞典的SAAB空间实验室为其进行全面试验程序。其中的两个试验是对整机结构进行声发射（AE）试验。所用的AE设备为美国PAC公司的72通道SPARTAN—AT系统。该文介绍有关这两个试验的一些结果和过程。第一个试验是全尺寸结构静力试验。AE用于监测机翼及垂尾（VerticalSt

3、abiliser）,它们主要是由CFRP材料制成。AE监测的主要目的是监测在载荷作用下上述部位可能产生的亚临界损伤。用这套AE系统，我们能监测到局部损伤的早期阶段，并进行定位及能在一般的载荷水平下，预防不必要的失效破坏。由AE系统发现并定位的损伤被由其他传统的无损检测方法（NDT）所证实。AE监测未虚报任何缺陷，而且，也没有漏报任何由其他NDT方法所能发现的缺陷。也就是说，AE未虚报和漏报任何缺陷。第二个试验是全尺寸疲劳试验。主要监测整机结构的金属部分，像三个主翼的联接段，机身侧板及一些联接部位。此时用AE监测的主要原因是减少由于那

4、些会发生失效、扩展，而且不可检测到的疲劳裂纹所带来的破坏风险。在原来计划16000飞行小时的试验中，也就相当于4倍的寿命时间，用AE监测和其他NDT方法检测都没在AE监测的地区发现损伤。但在临近地区被AE成功地监测到由试验工具引起的裂纹，这明显揭示了AE监测损伤的能力。引言：JAS39Gripen,当今世界上重量最轻的多功能战斗机，来自于瑞典飞机工业联合发展纲领的结果。每架JAS39飞机都将执行全部三项任务。到今天（990909）已有75架JAS39Gripen飞机在瑞典空军服役，另有204架已下了订单。为了验证由瑞典客户FMV（S

5、wedishDefenceMaterialAdministration）提出的整机结构的强度要求，要进行全面的试验，从简单部件到小的联接组件及复杂结构。试验程序由SAAB及FMV按照美国国防部及MIL-SPEC发布的规范制订的。做为值得荣图1。整机结构静力试验耀的成果，两个全尺寸试验被独立完成，几1PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com乎是完整的JAS39整机结构。第一个试验，全尺寸静力试验在1992-1993年进行，见图1。图1也表明加载装置。在这个拱形的试验装

6、置上，35不同的载荷情况，被试验进行缓慢加载，从100%的极限载荷开始。第二个试验为全尺寸疲劳试件，在1993-1999年间完成。在疲劳试验中按照飞行载荷谱建立56个不同任务，代表4个4000小时飞行时间的寿命。在这两个全尺寸疲劳试验中AE用于监测整体结构部件。该文提出上述试验的过程和一些结果。全尺寸疲劳试验将在今年晚些时候进行到超过16000飞行小时，已经可以覆盖出口版本的飞机。AE也将被用于试验过程，有关结果也将在另文中介绍。AE用于全尺寸静力结构试验目的：在试验过程中，AE用于监测机翼和垂尾（VerticalStabilise

7、r）。机翼为带有铝肋的CFRP蒙皮，接头及U槽CFRP翼梁由螺钉联接在一起。垂尾由CFRP蒙皮及铝蜂窝结构梁和铝接头。AE监测的主要目的是实时获得在加载过程中机翼和垂尾部分出现的损伤信息。另一个目的是避免在中间载荷水平下不希望过早出现的失效破坏。设备：72通道PAC公司SPARTAN-AT系统，R15I内置前置放大器声发射传感器。每个机翼布30个传感器，垂尾布12个传感器。采用三角形布局以便进行对损伤位置进行面定位。传感器间的平均距离为0.5m。试验过程和AE准则：试验载荷历程见图2，为避免联接噪声，AE在20%极限载荷时开始监测。

8、载荷按三个阶段加载，每阶段保载4分钟。其他压力系统，比如：油缸、盖、输管等等在独立的4分钟保载阶段后的独立载荷阶段工作。然后，御载进行第二次加载。所有液压部分的操作都做为单独的载荷阶段，并在最大载荷的保载4分钟后进行。然后御载并进行第