PVD薄膜传感器的振动疲劳裂纹监测可行性研究

宋雨键 1; 崔荣洪 1; 刘凯 2; 马斌麟 1; 高志刚 1

doi:10.7652/xjtuxb201911022

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PVD薄膜传感器的振动疲劳裂纹监测可行性研究

更新时间：2025-07-09

- PVD薄膜传感器的振动疲劳裂纹监测可行性研究
- Feasibility Study on PVD Thin Film Sensor for Vibration Fatigue Crack Monitoring
- 西安交通大学学报 2019年53卷第11期页码：156
- 作者机构：
  
  空军工程大学航空工程学院,西安,710038
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2019-04-22。作者简介: 宋雨键(1996—),男,硕士生;崔荣洪(通信作者),男,副教授。基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2018YFF0214700)
- DOI：10.7652/xjtuxb201911022
  中图分类号： V215.6;TP212.1
- 网络首发：2019-11-10，
  
  纸质出版：2019
- 稿件说明：
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宋雨键 1, 崔荣洪 1, 刘凯 2, 等. PVD薄膜传感器的振动疲劳裂纹监测可行性研究[J]. 西安交通大学学报, 2019,53(11):156.

Feasibility Study on PVD Thin Film Sensor for Vibration Fatigue Crack Monitoring[J]. 2019, 53(11): 156.
宋雨键 1, 崔荣洪 1, 刘凯 2, 等. PVD薄膜传感器的振动疲劳裂纹监测可行性研究[J]. 西安交通大学学报, 2019,53(11):156. DOI： 10.7652/xjtuxb201911022.

Feasibility Study on PVD Thin Film Sensor for Vibration Fatigue Crack Monitoring[J]. 2019, 53(11): 156. DOI： 10.7652/xjtuxb201911022.

摘要

为确定将离子镀膜技术制备的物理气相沉积(PVD)薄膜传感器用于监测振动疲劳裂纹的可行性

开展了以PVD薄膜传感器和2A12-T4铝合金试验件为对象的研究。通过有限元仿真分析确定了试验件易产生裂纹的位置

并通过离子镀膜技术完成了PVD薄膜传感器的制备。对比了不同表面处理状态试验件的共振频率与振动幅值的变化和疲劳强度

应用显著性分析方法分析了制备PVD薄膜传感器的过程对基体振动响应特性的影响。使用逐步加载法对不同表面处理状态的试验件进行了振动疲劳试验

并对其疲劳强度进行了对比。进行了2A12-T4铝合金试验件的振动疲劳裂纹初步监测试验

对制备有PVD薄膜的试验件的指定点电位差进行了测量。研究结果表明:PVD薄膜传感器的制备过程不会对基体振动响应特性和振动疲劳性能产生不利影响; PVD薄膜传感器与基体具有良好的损伤一致性; PVD薄膜传感器适用于普通基体的振动疲劳裂纹监测。

Abstract

The physical vapor deposition(PVD)thin film sensor prepared by ion plating technology and the 2A12-T4 aluminum alloy test piece are investigated. The feasibility of PVD thin film sensor for vibration fatigue crack monitoring of common substrate is verified. Finite element simulation analysis is carried out to determine the location of cracks in the test piece

and the preparation of the PVD film sensor is completed by ion plating technology. Then

the resonance frequency

vibration amplitude and fatigue strength of the test pieces with different surface treatment states are compared. In the significance analysis

it is verified that the process of preparing the PVD film sensor does not exert an obvious impact on the vibration fatigue performance of the common substrate. The preliminary monitoring test of vibration fatigue crack in 2A12-T4 aluminum alloy test piece demonstrates that the monitoring results of the PVD film sensor coincide well with the actual observation results

and the

关键词

Keywords

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