超声相控阵技术检测蜂窝复合材料案例

随着蜂窝复合材料在航空航天领域的广泛应用,其无损检测的要求也越来越高。常规超声检测技术不仅速度慢而且分析困难。超声相控阵技术采用电子扫查,检测速度大大提升,再配合C扫描视图,可以使缺陷的分析变得简单。文章介绍了采用超声相控阵技术检测碳纤维蒙皮铝蜂窝工件、带涂层以及不带涂层的碳纤维蒙皮纸蜂窝工件的三个检测案例。从检测结果．-j-~得出,超声相控阵技术可以有效检测蜂窝复合材料的内部脱粘缺陷,具有很好的应用价值。     

航空工业中的焊接技术发展及展望

<正>航空飞行器高性能、低成本、整体化的新需求对焊接技术提出了更高的要求。在介绍航空特种焊接技术发展历程的基础上,着重阐述了发动机整体叶盘线性摩擦焊技术、大型壁板激光双光束焊接技术和蜂窝壁板钎焊技术的原理、研究现状、应用情况及存在问题等,并对几种技术未来的发展方向提出了展望与建议。     

高温合金蜂窝板弯曲性能

基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立了蜂窝板的三维全尺寸模型,分析了静态加载速度对模型系统计算精度及计算时间的影响,确定了最优加载速度。分析了三点弯曲情况下蜂窝板的破坏特点,讨论了载荷与挠度的变化规律,并与实验结果进行比较。结果表明,最大应力出现在加载中心蜂窝单层壁板交界处,其弯曲强度为179MPa。上面板产生起皱和凹陷,下面板产生断裂破坏,蜂窝芯很少在下面板破裂前出现剪切破坏。并且模拟结果与实验结果较吻合,因此所建立的有限元模型及相关实验结果为金属蜂窝结构件设计提供了一种有效的数值计算方法。     

整体复合材料油箱壁板原位无损检测技术

针对复合材料机翼油箱原位检测效率、油箱残留油液影响超声检测结果评判等问题,结合某机型复合材料机翼油箱壁板的结构形式、损伤特征及实际外场检测环境等特点,开展了机翼油箱整体壁板超声相控阵快速化原位检测和油液对超声检测信号的影响研究。最终建立了飞机复合材料机翼油箱整体壁板的超声相控阵快速化检测方案和含油液条件下超声检测脱黏损伤的评定方法。     

某型飞机多层结构缺陷涡流检测的频率选取

用低频涡流检测某型飞机的机翼壁板多层结构腐蚀时,工作频率的选择至关重要。制作了参考试件,模拟不同深度的腐蚀缺陷,通过试验找出了检测机翼壁板结构的最佳工作频率。实际检测证实该方法是可行的,这对于其它飞机多层结构检测具有一定的指导意义。     

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。     

在役大型储罐壁板无损检测技术

综述了应用于在役大型储罐壁板检测的主要无损检测方法,包括声发射法、超声法和磁粉法等常规方法,以及漏磁法、射线法、红外法和磁记忆法等。介绍了各种方法的工程应用情况。通过分析比较各方法的优缺点可知,综合应用多种无损检测方法来对在役大型储罐壁板进行全面检测是保障罐壁质量的有效手段。     

玻璃钢蒙皮纸蜂窝材料的无损检测

玻璃钢纸蜂窝材料的蒙皮分层缺陷以及蒙皮与蜂窝之间的脱粘缺陷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。利用红外热成像系统及超声C扫描系统分别对玻璃钢纸蜂窝材料的蒙皮质量及胶结质量进行检测,两种方法各有忧劣：红外热成像系统检测过程时间短,效率高,分层缺陷及脱粘缺陷均能检测到,而超声C扫描系统可检测出所有脱粘缺陷,且纸蜂窝结构清晰,但只检测出了部分蒙皮分层缺陷。     

立式贮罐焊缝X射线检测支架设计及应用

简述立式贮罐焊缝X射线检测可控型支架的设计和制作及其在贮罐壁板焊缝透照中的应用。该支架大大提高了检测速度和检测质量。     

铝合金整体壁板橡胶填料辅助滚弯成形试验研究

铝合金整体壁板具有重量轻、结构强度高、刚性好等优点而被广泛应用于航空航天工业.提出了一种新的整体壁板成形工艺--填料辅助整体壁板滚弯成形.进行了整体壁板橡胶填料滚弯成形试验,分析了成形之后壁板的弯曲半径与压下量的关系,壁板的表面质量与直线度.试验结果表明,橡胶填料改善了壁板的受力状况,起到了保护筋条的作用,解决了筋条失稳的问题,提高了壁板的滚弯成形性能.成形之后的壁板表面质量良好,直线度满足要求,表明这种工艺进行整体壁板成形是可行的.     

红外热像检测技术应用于蜂窝结构复合材料的检测能力评价

通过对人工缺陷样件进行设计和试验,研究了红外热像技术对玻璃纤维蒙皮、纸蜂窝夹层结构件的检测能力。通过试验得出了以下结论：闪光灯激励的红外热像检测技术目前可以检测出玻璃纤维蒙皮内部埋深2mm、直径6mm和直径10mm的分层缺陷。对于玻璃纤维蒙皮厚度为1mm的蜂窝夹芯结构件,应用红外热像检测技术可以检测出蒙皮与蜂窝芯间直径为6mm的脱粘缺陷。对于玻璃纤维蒙皮厚度为2mm的蜂窝夹芯结构件,应用红外热像检fjn4技术可以检测出蒙皮与蜂窝芯间直径为10mm的脱粘缺陷。     

层压板和蜂窝结构粘接缺陷的超声C扫描检测

介绍了用某超声C扫描检测设备检测碳纤维环氧层压板、碳环氧板纸蜂窝粘接结构、铝板铝蜂窝粘接结构三种材料粘接缺陷的试验结果。试验用的试块带有4,10,16mm三种尺寸的人工缺陷,用于模拟各种脱粘缺陷。采用喷水探头透射法,用5MHz超声检测层压板,用1MHz超声检测蜂窝结构,都得到了人工缺陷的清晰准确的C扫描图。对于厚度为135mm的纸蜂窝结构,因超声衰减太大,尚不能检测。     

铝蜂窝胶接缺陷的红外热波无损检测

蒙皮与蜂窝之间的脱粘缺陷使铝蜂窝夹心复合板的强度大大降低，严重影响金属蜂窝胶接产品的应用，必须对其进行严格的无损检测。用红外热波技术对铝蜂窝夹层胶接结构进行检测，结果表明，该技术可对试件夹层胶接质量和蜂窝结构作快速有效直观的检测。     

钎焊铝合金蜂窝板超声波A扫描检测数值模拟分析

利用数值模拟分析了探头在铝合金蜂窝板钎焊接头的不同位置时超声波信号的变化，发现超声波一次回波幅值变化最为明显。这为实际超声波检测选取一次回波幅值作为特征值来表示铝合金蜂窝板接头不同区域的连接状态提供了理论基础，为后续超声波检测铝合金蜂窝板提供了条件。     

实时成像技术在钎焊蜂窝结构检测上的应用

介绍了金属蜂窝钎焊件生产制造过程中的实时成像检测。传统射线照相技术受限于管径及射线束角度,透照有效区域小,大型蜂窝结构件检测效率低;同时还会发生由于工件厚度变化致使芯格影像变形的问题,影响检测结果的判断。运用实时成像技术对蜂窝结构件移动扫描检测,有效地解决了上述问题,同时使用分辨率测试卡,保障了系统的分辨力,获得了满意结果。     

油箱壁板裂纹分析

两批油箱壁板在加工完成后,放置一段时间后出现裂纹.通过对故障油箱壁板的裂纹宏观观察、断口的宏微观观察以及裂纹金相分析和材料的性能测试,对壁板裂纹的性质与原因进行了分析.结果表明,两批油箱壁板裂纹的性质均为应力腐蚀开裂,壁板上应力腐蚀裂纹的产生与壁板材料的热处理状态、壁板加工后较高的残余应力以及存放环境中的腐蚀介质有关.     

网格壁板滚弯成形结构优化和试验验证

针对新一代运载火箭贮箱网格壁板滚弯成形后直线度为3~4 mm的问题,建立了网格壁板滚弯有限元模型,分析了网格壁板在滚弯过程中的受力特点。网格壁板滚弯成形时上、中、下区域受力不均,成形后各区域延伸量相差6 mm,这是滚弯成形后直线度差的主要原因。设计了高度方向上、下余量区结构优化的网格壁板,通过有限元方法分析了结构优化后的网格壁板,各区域滚弯成形时应力水平接近一致。开展了结构优化后网格壁板的滚弯成形试验验证,结构优化后的网格壁板滚弯成形后直线度在1.5 mm以内。     

网格式高筋条整体壁板毛坯展开中结构特征映射方法研究与应用

整体壁板毛坯的合理展开对节省材料、降低成本和保证成形质量有重要意义。根据壁板零件的结构特点,壁板毛坯展开主要分为壁板外形曲面展开、结构特征映射和毛坯建模3个步骤。在采用几何模拟法实现壁板外形曲面展开的基础上,对结构特征映射的关键技术进行了研究。以某型号飞机中央翼上壁板为例,给出了毛坯展开的详细流程。     

扇形封严件成形工艺及模具设计

低压涡轮静子壳体是航空钣金线主要产品,由于该制件的结构复杂、尺寸精度高,前期生产钎焊一次提交合格率仅为22.6%,原因是蜂窝底板的成形轮廓与蜂窝轮廓不能很好地匹配。本文依据该扇形封严件的结构和材料特点,在模具设计和调试中不断改进,解决了如何控制回弹,使制件的曲率更趋于蜂窝的截面形状,提高了钎焊合格率。     

塑料辅助网格式整体壁板滚弯成形实验研究

文章提出一种新的壁板成形方法——填料辅助网格式整体壁板滚弯成形,即采用高精度数控机械加工技术,将等厚板加工成网格式壁板,然后在壁板的网格中加入填料,再对其进行滚弯成形,成形之后去除网格中的填料。研究了塑料填料的滚弯成形工艺,实验结果表明,塑料填料明显改善了壁板的受力状况,有效的保护了筋条,成形之后壁板的筋条没有发生失稳开裂等缺陷,且成形后壁板的直线度与弯曲度满足工艺要求。