C/C热防护结构弹性波仿真分析方法及损伤对弹性波的影响

作者：袁慎芳^*; 刘凌峰; 邱雷; 陈健; 刘安琪

来源：复合材料学报, 2019, 36(10): 2448-2457.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20181210.001

• 热防护结构(TPS)
• C/C
• 弹性波
• 损伤监测
• 数值仿真

热防护结构(Thermal protection structures,TPS)作为可重复使用航天飞行器的关键结构,其安全性和可维护性至关重要。已有的针对可重复使用航天飞行器TPS的结构健康监测的研究不多,特别是C/C、C/SiC等复合材料制造的TPS。针对可重复使用航天飞行器C/C TPS,研究其基于主动弹性波的结构健康监测方法。提出了一种TPS弹性波数值仿真方法,在验证方法有效性的基础上,开展了面向C/C TPS损伤监测的弹性波传播特性研究,从信号时域特征、弹性波传播波场、损伤散射信号、损伤散射信号波场及损伤因子5个方面全面分析了弹性波在C/C TPS中的传播特性及损伤带来的影响。结果表明,当分层损伤边长大于25mm后,损伤因子剧烈变化,因此采用基于弹性波的结构健康监测方法可以很好地监测C/C TPS内部分层损伤及损伤的扩展情况。

• 单位
  南京航空航天大学; 机械结构力学及控制国家重点实验室