一种有效的方法,用于将压电变频器粘合到热塑性复合结构中,用于SHM应用及其在航空环境条件下的耐用性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 航空航天工程 航空航天工程
• 结构健康监测 结构健康监测

背景情况:

• 传统的环氧粘合剂用于将压式传感器 (PCT) 粘合到复合结构上,其局限性包括难以修复,缺乏接性和短寿命.
• 这些局限性影响了航空部件的基于引导波的结构健康监测 (SHM) 的可靠性.

研究的目的:

• 开发和评估使用TP粘合膜 (TPFs) 在热塑性 (TP) 复合结构上PCT的新型粘合程序.
• 在航空操作环境条件下 (AOEC) 评估这些结合式传感器的耐用性和完整性.

主要方法:

• 使用差分扫描热量计 (DSC) 和单剪切 (SLS) 试验,对适合应用的TPF进行表征.
• 在碳纤维聚乙-乙- (CF-PEEK) 配件上粘合声波-超声波复合传感器 (AUCT),使用参考粘合剂和选定的TPF.
• 通过航空无线电技术委员会DO-160标准的AOEC测试 (温度,热循环,热湿,流体敏感性) 评估结合的AUCT完整性和耐用性.
• 使用电机阻抗 (EMI) 光谱和超声波检查评估传感器的健康状况和键质量,包括与人工创建的缺陷进行比较.

主要成果:

• 电机阻抗 (EMI) 光谱显示,在AOEC测试后,与参考和TPF粘合剂结合的AUCT的悬浮光谱 (SS) 特性只发生了微小的变化.
• 液体敏感性测试被确定为最关键的AOEC测试,导致SS特征的最显著变化.
• 一些TPF,如Pontacol 22.100,在AOEC测试中显示性能等于或超过参考粘合剂,表明AUCT或粘合层没有严重降解.

结论:

• 热塑性粘合膜提供了一个可行的,易于安装和可修复的替代方案,用于将AUCT粘合到飞机结构上.
• 拟议的TPF粘合程序确保AUCT能够承受典型的飞机操作和环境条件,提高SHM的可靠性.
• 在严格的AOEC测试下,选择的TPF表现出与传统环氧粘合剂相美或更强的耐用性.