李培源
- 作品数：12 被引量：48H指数：5
- 供职机构：空军工程大学航空航天工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 贴附式涡流传感器损伤监测特性仿真与实验研究被引量：3
- 2015年
- 为满足飞机结构裂纹扩展定量化监测和工程化应用的需求，探索MWM（Meandering Winding Magnetometer）传感器进行结构健康监控的可行性，设计了一种贴附式涡流阵列传感器并为传感器的工程化应用开展了仿真优化和实验研究。基于裂纹扩展分段监测的思路，传感器的感应线圈和激励线圈采用阵列化设计。通过将材料的电导率提取为结构的等效损伤参数，构建了传感器损伤监测正向半解析模型，并对线圈厚度和基材层厚度进行了优化。为验证传感器的监测能力，开展了程序载荷谱下的2A12-T4铝合金阳极氧化试件的疲劳裂纹扩展监测实验。仿真优化结果表明，传感器监测灵敏度随提离距离的增加而减小，传感器最优工作频率范围为0.3-0.7MHz。裂纹扩展监测实验结果表明，贴附式涡流传感器具备对金属结构进行实时损伤监测的能力，感应线圈的阵列化布置方式实现了裂纹扩展的定量监测，精度达到毫米级，同断口分析结果相比，平均监测误差为3.85%。
- 焦胜博程礼何宇廷李培源李晓微
- 关键词：结构健康监测涡流传感器
- 定量监测裂纹涡流传感器阻抗特性研究
- 2016年
- 为了提高环状涡流柔性传感器的裂纹监测灵敏度,首先分析了提离距离和材料电导率对传感器阻抗的影响,然后搭建实验系统证明了传感器模型的正确性;进而建立了提离距离和材料电导率双参数跨阻抗网格图,并对系统监测2A12-T4铝合金材料的工作频率进行了优化。结果表明:在双参数跨阻抗特性网格图中,网格面积越大,该网格对应参数条件下监测灵敏度越高;相交曲线夹角越接近90°,双参数对系统输出影响的独立性越好。预制裂纹监测试验表明,基于分段监测理念的环状涡流传感器具备识别和定量监测裂纹的能力。
- 尹志朋李培源李全通刘宇汇
- 关键词：结构健康监测涡流传感器
- 基于柔性涡流传感器疲劳裂纹监测试验研究被引量：7
- 2015年
- 结构健康监测对于保证飞行安全具有重要意义,底层涡流传感器是体系获取结构状态的重要组成。设计了柔性涡流传感器,搭建了预置裂纹监测系统,针对304奥氏体不锈钢、2A12—T4铝合金和TC4钛合金三种材料进行了预置裂纹监测试验。试验表明:对于电导率较小的304奥氏体不锈钢和TC4钛合金材料,最优监测频率增大;预置裂纹对涡流传感器跨阻抗幅值和相位影响不同,相对于幅值变化,相位变化较小;预置裂纹宽度增大会使得传感器跨阻抗变化率增大;柔性涡流传感器感应线圈实现了对裂纹长度的识别和定量监测。
- 李培源何宇廷杜金强张飞焦胜博
- 关键词：结构健康监测监测频率
- 互扰对涡流阵列传感器裂纹检测性能影响被引量：4
- 2015年
- 针对柔性涡流阵列传感器阵列单元之间的互扰问题,分别建立了涡流阵列单元和涡流阵列传感器的有限元模型,分析了互扰对涡流阵列传感器输出的影响以及互扰的来源,研究了互扰对涡流阵列传感器裂纹检测能力的影响.研究结果表明:互扰会导致阵列传感器输出信号幅值显著减小、相位出现偏移;涡流阵列传感器的互扰来源于阵列单元附近的激励线圈;互扰会对涡流阵列传感器的裂纹检测灵敏度产生一定影响,但若以跨阻抗幅值作为传感器的特征量,互扰对裂纹检测灵敏度的影响可以忽略,因此可以用阵列单元的分析结果来指导涡流阵列传感器的设计.
- 杜金强何宇廷李培源武卫
- 关键词：有限元模型
- 阳极氧化膜对花萼状涡流阵列传感器裂纹监测的影响被引量：1
- 2016年
- 针对飞机铝合金结构件表面具有阳极氧化膜的实际,制备具有不同厚度阳极氧化膜的2A12—T4铝合金试件,搭建疲劳裂纹监测系统,对花萼状涡流阵列传感器的裂纹监测特性进行了研究。研究表明:花萼状涡流阵列传感器可以对具有阳极氧化膜的铝合金结构疲劳裂纹进行有效监测,监测精度为1 mm;但阳极氧化膜的厚度会对花萼状涡流阵列传感器的裂纹监测特性产生显著影响,随着阳极氧化膜厚度的增大,传感器的输出信号幅值增加,裂纹监测能力明显降低。
- 杨卓君杜金强何宇廷武卫李培源
- 关键词：阳极氧化膜厚度
- 钛合金结构疲劳损伤监测实验研究被引量：8
- 2014年
- 飞机钛合金结构损伤的监测,对于保证飞行器的安全具有重要的意义。提出了一种涡流阵列传感器,并通过搭建监测系统,进行了TC4钛合金不同宽度裂纹扩展模拟监测实验研究。研究结果表明:当钛合金出现裂纹后,传感器各通道的输出信号与无裂纹的基准信号有较大的变化,并且随着裂纹宽度的增加,输出信号幅值比增大。同时,模拟监测实验研究表明:传感器能够准确地识别和定量监测裂纹,精度达到1mm。
- 李培源杜金强何宇廷丁华焦胜博
- 关键词：结构健康监测钛合金
- 支撑板孔径对7A04-T6铝合金板冷挤压后孔周环向残余应力分布的影响被引量：5
- 2015年
- 使用非线性有限元软件建立了含孔7A04-T6铝合金板的开缝衬套冷挤压模型,模拟了开缝衬套冷挤压过程,对冷挤压后孔周环向残余应力的分布进行了预测,并与实测结果进行对比,最后探讨了不同支撑板孔径下冷挤压后孔周环向残余应力的分布。结果表明:孔周环向残余应力的模拟结果与实测结果较为吻合;随着支撑板孔径增大,板件入口层处残余压应力有增大的趋势;当支撑板孔径小于11.74mm时,在孔边出口层会形成明显的凸台,造成残余压应力突变,出口层残余应力峰值出现在支撑板孔边所在处;随着支撑板孔径增大,板件出口层环向残余应力逐渐趋向平滑,凸台现象逐渐减缓。
- 张飞何宇廷张腾邵青李培源
- 关键词：冷挤压残余应力
- 裂纹监测涡流传感器优化设计及试验研究被引量：5
- 2015年
- 为了提高涡流传感器监测裂纹灵敏度,应用COMSOL软件AC/DC模块建立了涡流传感器监测系统模型,并搭建试验系统证明了其正确性;优化了涡流传感器的结构参数,基于优化结果试制了涡流传感器,并进行了预制裂纹监测试验.模型分析与试验结果表明:提离距离越小,基材厚度越薄,系统监测灵敏度越高;涡流传感器各通道通过裂纹区域时,跨阻抗幅值和相位都增大,以综合跨阻抗幅值和相位的变化率作为系统输出信号,提高了监测灵敏度,传感器分辨率达到1mm.
- 李培源何宇廷杜金强丁华
- 关键词：涡流传感器
- 花萼状涡流阵列传感器裂纹在线定量识别算法被引量：5
- 2015年
- 针对传统涡流检测逆向算法难以满足结构健康监测技术对实时性、在线以及算法复杂性低的要求,介绍了一种花萼状涡流阵列传感器,分析了传感器感应线圈输出信号在裂纹扩展过程中的变化特点和规律,提出了基于裂纹特征在线提取的裂纹在线定量识别算法,并通过304不锈钢和TC-4钛合金的疲劳裂纹在线监测试验对算法的有效性进行了验证。研究表明:采用滑动窗口分析方式,对窗口内数据流进行最小二乘回归和递推最小二乘回归,依据回归参数和阈值可以对裂纹特征进行有效识别,进而实现裂纹的在线定量监测。
- 杜金强李培源何宇廷武卫丁华
- 关键词：在线监测
- 腐蚀对TC17钛合金超高周疲劳性能的影响被引量：9
- 2014年
- 针对航空发动机在腐蚀环境下存在的超高周疲劳问题,先对TC17钛合金进行加速腐蚀处理,然后应用超声疲劳试验系统在室温下研究了腐蚀对TC17钛合金超高周疲劳性能的影响,最后观察了疲劳断口形貌。结果表明:在疲劳循环大于107周次时,腐蚀与未腐蚀的试样都会发生疲劳断裂,并不存在明显的疲劳极限;腐蚀后钛合金的疲劳强度略有降低,且随着载荷循环周次的增加,其S-N曲线更接近未腐蚀钛合金的;腐蚀后钛合金的疲劳源位于表面,氧化膜破坏导致的点蚀是疲劳裂纹于表面萌生的主要原因。
- 董鑫李培源王旭高潮程礼
- 关键词：TC17钛合金S-N曲线
