粘接质量成像检测研究

采用三种超声成像检测方法对钢/铅胶接件试样进行了脱黏缺陷检测能力对比试验。结果表明:三种粘接成像检测方法均能检测出中间(最小直径为3 mm)人工脱黏缺陷;超声透射成像和扫描声学显微镜(SAM)成像方法在检测钢/铅胶接结构中脱黏缺陷图像的细节和清晰度方面具有更强的优势,而阵列超声成像的检测效果较差。     

复合材料发动机的相控阵超声粘接质量检测技术

碳纤维复合材料具有高比强度和比模量,能满足航空航天系统对减轻结构质量的特殊要求,现已应用于航天运载和导弹武器领域。纤维缠绕的固体火箭发动机壳体由于粘接连接区域受力复杂,粘接结构不可靠时可能造成严重影响。本文采用相控阵超声检测技术进行脱粘检测研究,制作不同大小的脱粘缺陷进行检测实验,由于固体火箭发动机壳体与绝热层均为复合材料,材料内部的各向异性造成信号衰减较大,可利用变分模态分解方法对干扰信号进行降噪处理,并通过对回波信号进行延迟叠加得到脱粘缺陷信号,检测脱粘缺陷精度达到1 mm,检测结果表明相控阵超声对碳纤维复合材料发动机壳体脱粘检测具有可行性及准确性。     

复合材料叶片包边粘接超声检测方法

新型航空发动机风扇叶片采用了纤维增强树脂基复合材料叶片前缘与薄金属包边粘接的结构。针对叶片包边的材料组成和结构特点,分析了常用的超声穿透法和超声反射法对叶片包边粘接质量检测的适用性,提出了超声C扫穿透法和高分辨超声A扫对面反射法结合的检测方法。结果表明,采用提出的检测方法能够全部检出试样中5 mm×5 mm的Ⅰ界面和Ⅱ界面人工脱粘缺陷,且可有效地检测实际产品中的包边脱粘缺陷。     

傅里叶变换在玻璃钢复合材料胶接质量检测中的应用

通过对钢/玻璃钢的胶接质量的超声信号进行傅里叶变换并分析,发现超声波在钢里面产生了共振。因胶接良好时玻璃钢对超声信号的衰减使得其共振幅值要明显小于脱粘超声信号,再通过对比不同特征下的超声C扫描图像,发现只有在基频幅值下的超声C扫检测效果和常规超声C扫检测效果一致。因此可以通过超声幅-频曲线来评价钢/玻璃钢的胶接界面是否存在脱粘。     

基于经验模态分解的粘接结构缺陷定量检测

针对固体火箭发动机壳体/绝热层界面缺陷进行超声定量检测问题,本文提出采用经验模态分解(EMD)对信号进行降噪处理。通过对信号进行EMD处理,求得各阶本征模态函数(IMF)。通过分析各阶IMF分量的时域信号、频域信号与原始信号的相关性,提出将IMF3分量作为缺陷定量的特征信号,采用峰值引力波因子(SWF)作为特征量来评价特征信号,通过比较SWF数值大小实现了粘接结构脱粘缺陷的定量检测。     

复合材料泡沫夹层结构的缺陷评定方法研究

本文以厚壁碳纤维复合材料为面板,硬质聚氨酯泡沫为芯材制造复合材料泡沫夹层结构,模拟实际生产过程中容易出现的面板与芯材之间界面的脱粘和界面胶层过厚的现象,采用人工制造试块的方法,研究了超声波探伤对夹层复合材料缺陷的评定方法,解决了实际检测过程中的疑问,为夹层复合材料结构产品的质量检验提供依据。得出了粘接良好区胶层过厚不会被判定为脱粘的结论。     

蜂窝结构复合材料的空气耦合Lamb波检测技术

纸质蜂窝结构应避免液体浸入,针对不能使用液体耦合剂对该种材料进行检测的问题,本文在使用空气耦合穿透式C扫成像对蜂窝结构材料进行检测的基础上,提出了使用空气耦合Lamb波对上蒙皮与蜂窝结构间的脱粘缺陷进行检测的方法。建立仿真模型对蜂窝结构中的脱粘缺陷进行检测和超声波传播过程可视化,研究了Lamb波A0模态与工件结构的相互作用,分析了脱粘大小对声波传播的影响。结果表明,应用空气耦合超声导波技术可以较好地实现其脱粘类缺陷的检测,可应用于实际在役检测。     

粘接结构件粘接质量无损检测与信号处理技术研究

全面分析粘接质量检测上最广泛使用的几种超声检测方法(脉冲回波法、声振法、斜入射法、声-超声法及非线性超声)和几种信号处理方法(人工神经网络、小波变换及解卷积技术)的应用特点及适用性;每种超声检测方法和信号处理方法有不同特点,可根据需求采用相应超声检测方法和信号处理方法,最终实现粘接构件的粘接缺陷的准确识别。     

CFRP蒙皮-CFRP胶接质量的原位超声检测技术

根据CFRP蒙皮-CFRP胶接结构的特点,采用窄脉冲超声反射法对其胶接质量进行原位检测;仿真分析了胶接结构中胶膜及界面脱粘对超声波反射信号的影响;并用自制的窄脉冲延迟块超声探头对脱粘试块进行检测。仿真分析表明:窄脉冲超声波反射信号能够检测Ⅰ界面脱粘;d/λ(胶膜厚度/超声波波长)≤0.5时,能够检测Ⅱ界面脱粘。实验结果表明:自制的5 MHz探头产生的脉冲周期不大于1.5周,达到窄脉冲的要求;采用超声反射法检测时自制的5 MHz探头能够检测出Ⅰ界面脱粘和厚度不大于0.5 mm胶膜的Ⅱ界面脱粘,满足实际产品的原位检测需求。     

碳纤维复合材料蜂窝夹层结构的无损检测方法研究

本文介绍了碳纤维复合材料蜂窝夹层结构常见的内部缺陷,这些缺陷的存在将直接影响蜂窝结构的机械性能和工作性能,必须对其进行无损检测。利用超声脉冲反射法对其内部缺陷进行检测作了详细介绍,分别对复合材料蒙皮可能出现的分层、疏松和高空隙率缺陷及蒙皮与蜂窝夹芯之间界面的脱粘缺陷进行检测,对出现的波形进行分析,并判断波形产生的原因,认为超声脉冲反射法对碳纤维复合材料蜂窝夹层结构内部缺陷检测是一种行之有效的方法。