Проектирование и производство самолетов — одна из самых сложных и технологически продвинутых областей в мире. Ее надежность в первую очередь зависит от конструкции фюзеляжа, процессов сборки компонентов, свойств материалов и контроля качества ключевых компонентов. Эти факторы являются неотъемлемой частью каждого звена во всей цепочке промышленности от проектирования до производства. Поэтому результаты испытаний характеристик материалов и структурной механики напрямую влияют на безопасность полетов.
Система Revealer DIC широко используется в аэрокосмической отрасли для измерения и проверки структурной деформации и вибрации в различных рабочих условиях. Она заменяет традиционные методы измерения экстензометра и тензодатчика на высокоточный, бесконтактный, визуальный подход к полномасштабному измерению. Система может быть легко интегрирована в испытательные среды, такие как камеры для испытаний на воздействие окружающей среды, аэродинамические трубы и стенды для испытаний на усталость, предоставляя данные измерений смещения и деформации для испытаний материалов, проверки компонентов и полной проверки самолета в процессе производства самолета.
Испытание материала гибкой обшивки самолета в аэродинамической трубе
Во время высокоскоростного полета трение между газом и поверхностью материала обшивки приводит к тому, что большое количество кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию и передается на поверхность обшивки. Поэтому на характеристики материала обшивки влияют различные углы атаки, скорости ветра и температуры. Исследователям, изучающим свойства материалов обшивки, срочно необходимо понять механические характеристики ее структуры в различных рабочих условиях.
Исследовательская группа провела испытание в аэродинамической трубе гибких обшивок самолетов, чтобы изучить влияние угла атаки, скорости ветра и температуры на характеристики гибких материалов для крыльев самолетов при угле стреловидности 7°. В эксперименте использовались две высокоскоростные камеры Revealer для захвата состояний движения гибких обшивок в различных условиях в аэродинамической трубе. С помощью системы Revealer DIC соответствующие переменные контролировались и анализировались для получения данных о деформации и вибрации гибких материалов крыла при различных углах атаки, скоростях ветра и температурах при угле стреловидности 7°. Модальные параметры и информация о форме мод были получены непосредственно из программного обеспечения.
Исследование флаттера вертикальной модели хвостового оперения под воздействием ветровой нагрузки в аэродинамической трубе
При аэродинамических нагрузках в аэродинамической трубе характеристики флаттера хвостового крыла зависят от таких факторов, как угол атаки входящего потока, жесткость соединения компонентов и жесткость соединения поверхностей управления. Визуализационные исследования характеристик флаттера всегда были горячей темой исследований, особенно для деформации и вибрации. С помощью фотограмметрии получаются изменения деформации и положения экспериментальной модели в аэродинамической трубе из-за сил ветра, тем самым проверяя состояние силы модели в различных рабочих условиях.
Некое учреждение использовало две высокоскоростные камеры во время имитационного эксперимента для захвата условий флаттера модели аэродинамической трубы с консольным хвостом. Используя систему PMLAB DIC от Revealer, они проанализировали вибрации и спекл-деформации (область C) в разных местах (отмеченные точки) при различных скоростях ветра, получив параметры режима вибрации и формы хвостового плавника. Результаты исследования предоставили данные для поддержки разработки определенного типа самолета.
Испытание на высокотемпературную термическую устойчивость композитных пластин C/SiC
С быстрым развитием аэрокосмической промышленности Китая скорость полета новых самолетов становится все быстрее и быстрее. Это предъявляет более высокие требования к их теплозащитным конструкциям. В результате высокотемпературные механические свойства тепловых конструкционных материалов стали важной основой для проектирования систем теплозащиты и конструкций самолетов. Цифровая корреляция изображений (DIC) является новым бесконтактным методом измерения деформации в последние годы. По сравнению с традиционными методами измерения деформации он имеет такие преимущества, как широкий диапазон применения, высокая адаптивность к окружающей среде, простота эксплуатации и высокая точность измерений. Он имеет уникальные преимущества, особенно в высокотемпературных экспериментальных измерениях.
В эксперименте по высокотемпературному термическому выпучиванию пластин композитного материала C/SiC, проведенном исследовательской группой, система PMLAB DIC использовалась для наблюдения и анализа процесса деформации поверхности материала при изменении температуры от комнатной до 1000 градусов Цельсия. Были получены результаты измерений визуализации полного поля, а также изучен механизм корреляции между температурой и деформацией композитных материалов C/SiC.
Одноосное растяжение плоского металлического образца (эффект ПЛС)
В области аэрокосмических материалов многие сплавы демонстрируют особые явления пластической нестабильности при определенных условиях нагрузки, а именно эффект Лидерса и эффект Портевена--Ле Шателье (ПЛШ). Эффект Лидерса можно подавить, применив предварительную деформацию, в то время как эффект ПЛШ возникает на этапе упрочнения, что приводит к локализованной деформации с высоким градиентом деформации, которая делает поверхность материала шероховатой, влияя на срок службы и механические свойства материала. Цифровая корреляция изображений (ДИК), как метод визуализации полномасштабных измерений, фокусируется на пространственных характеристиках локализованных полос деформации. В сочетании с микроскопической организацией характеристик и анализом временной области он раскрывает основные физические механизмы, обеспечивая теоретическую основу для подавления эффекта ПЛШ в материалах.
Исследовательская группа провела исследование эффекта PLC, фотографируя плоский металлический образец при одноосном растяжении с помощью системы Revealer PMLAB DIC. Это привело к получению первой кривой последовательности пустот основной деформации, первой основной деформации вдоль линии обнаружения и анализа ситуации внутренней деформации. Инкрементный анализ интуитивно отражает возникновение и движение полосы PLC.
Краткое содержание
Технология DIC стала важным инструментом и средством в области аэрокосмических исследований и производства, охватывая весь процесс от испытаний материалов, проверки деталей и изделий, испытаний на удар и движение до проверки, технического обслуживания и ремонта двигателей и целых машин в аэрокосмической отрасли.
Команда Revealer в сотрудничестве с исследовательской группой PMLAB профессора Чжан Цинчуаня из Китайского университета науки и технологий занимается исследованиями и разработками новых технологий оптических измерений и их приложений. Они сосредоточены на предоставлении высокоточных трехмерных оптических измерительных решений для таких профессиональных областей, как аэрокосмическая промышленность, материаловедение, гражданское строительство и транспортная инженерия. Revealer также продолжит стремиться исследовать больше приложений оцифровки изображений, поддерживать инновации и исследования и разработки аэрокосмических технологий в нашей стране и привносить новую жизненную силу в область технологий оптических измерений.
