辐射松层板抗弯性能的指接参数优化及无损检测研究

摘要

【目的】通过对辐射松层板指接工艺的研究,优化指接过程中的参数,提高指接层板的力学性能;基于应力波方法,开展对指接层板抗弯性能的无损检测研究,提高指接层板的强度稳定性。【方法】通过预试验过程确定端压,选择4种不同指长的铣刀,设定3种不同嵌合度大小,研究3因素对指接层板抗弯性能的影响,进而从中选出较优指接参数组合并与标准比对;采用应力波方法检测试件动态弹性模量,并分析密度与动态弹性模量两种无损检测参数与静态弹性模量、抗弯强度两种抗弯性能参数的关系,通过检测层板的密度、动态弹性模量对其抗弯性能进行评估。【结果】指接参数对抗弯强度存在较大影响,其中指长与嵌合度对抗弯强度存在一定影响,端压对抗弯强度影响不大;本试验范围内,较优指接参数组合辐射松层板抗弯强度均值可达到29.80 MPa,标准值为20.64 MPa,静态弹性模量为8533 MPa;试件动态弹性模量与静态弹性模量、抗弯强度和层板密度与静态弹性模量、抗弯强度之间均存在显著相关关系,其中使用动态弹性模量评估层板抗弯性能的预测模型要显著优于基于密度的预测模型。【结论】基于端压-位移曲线理论,本研究给出的辐射松结构集成材较优指接参数组合为指长15 mm、齿顶宽0.8 mm、齿底宽0.7 mm、齿根宽3.3 mm、斜度1/12.90、嵌合度0.1 mm、端压11~17 MPa。基于应力波检测动态弹性模量的方法能够较好地评估指接后辐射松层板的抗弯性能。