空气耦合超声检测技术在复合材料检测中的应用

通过采用空气耦合超声检测方法分别对含模拟缺陷的蒙皮泡沫夹芯复合材料、蒙皮蜂窝夹芯复合材料、碳纤维复合材料、环氧树脂层压复合材料及玻璃纤维复合材料进行检测,验证了空气耦合超声检测技术是评价蒙皮泡沫夹芯复合材料、蒙皮蜂窝夹芯复合材料、碳纤维复合材料、环氧树脂层压复合材料及玻璃纤维复合材料的可靠性无损检测手段,且在复合材料的...     

激光超声技术在先进复合材料无损检测中的应用研究

为实现航空航天先进复合材料的非接触、高精度检测,研究激光超声技术在复合材料无损检测中的应用。制备预埋人工缺陷的碳纤维树脂基复合材料和陶瓷基复合材料试样,利用自主研制的激光激励、激光探测的全光学激光超声无损检测系统进行试验研究,实现碳纤维复合材料层压结构模拟分层缺陷检测,层压复合材料紧固孔边沿分层检测,以及陶瓷基复合材料分层检测。研究结果表明:激光超声检测技术可以有效检出碳纤维树脂基复合材料内部直径2 mm以上分层型缺陷,可检出碳纤维复合材料紧固孔边沿的小尺寸分层,可表征C/SiC复合材料内部直径5 mm以上分层,在航空航天工程领域应用前景广阔。     

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。     

飞机复合材料构件的原位红外热成像检测

采用闪光灯激励红外热成像无损检测系统(IR-Thermography),对一组模拟飞机复合材料结构的人工缺陷试件进行了检测。结果表明,缺陷埋深是决定试验件中人工缺陷检测灵敏度和检测能力的关键因素;只要选取适当的检测工艺参数,热激励红外成像检测技术能可靠检测出复合材料结构中一定大小和埋深的分层、蒙皮脱粘及蜂窝芯体塌陷等缺陷,且检测不受工件表面形状的影响,该技术是一种高效、可靠的飞机复合材料结构原位无损检测方法。     

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。     

航空发动机用树脂基复合材料无损检测技术研究与应用

无损检测技术是发动机用树脂基复合材料内部质量的有效监控手段,提升无损检测技术水平有助于进一步推动复合材料的应用,提升发动机性能和降低发动机制造和维护成本。树脂基复合材料内部主要缺陷包含分层、脱粘、夹杂、孔隙、疏松、纤维断裂等,采用的主要无损检测技术有超声检测、X射线检测及红外热像检测等。航空发动机用树脂基复合材料无损检测技术主要发展方向为检测技术自动化、数字化、智能化和数据分析评价方法的深度应用。     

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。     

复合材料分层缺陷的激光超声检测

复合材料的结构健康状况将直接影响航空航天飞行器的飞行安全,其中的制造缺陷会对材料的特性造成影响,因此需要对复合材料的内部结构进行无损检测。基于激光超声技术研究了复合材料分层缺陷的无损检测方法,应用构建好的激光超声检测系统,对复合材料的厚度及内部分层缺陷进行检测,对缺陷的深度进行定位,并基于三次样条插值算法对复合材料的分层缺陷进行重构。研究结果表明:该技术具有较高的空间分辨率、测量精度及重构效果。     

碳纤维增强树脂基复合材料结构的超声检测

随着复合材料结构及其制件在航空航天领域中的广泛应用,对复合材料的无损检测技术也提出了更高的要求。通过制作埋有不同大小人工缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料的胶接结构、层压结构和蜂窝夹层结构试块,并对这些试块进行超声检测试验,分析了如何设置超声检测参数才能有效检出预埋缺陷的方法。结果表明:选取合适的检测设备和检测参数,能够全部检出人工预埋缺陷,验证了超声方法对碳纤维复合材料结构检测的有效性。     

玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷的超声成像检测

针对玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测,采用平探头和聚焦探头超声脉冲反射法对人工模拟缺陷试样进行了水浸超声C扫描成像检测。试验结果表明,聚焦探头超声脉冲反射法对各层不同尺寸大小的缺陷均能检出,且分辨力优于平探头超声脉冲反射法。因此聚焦探头超声脉冲反射法是评价玻璃纤维增强复合材料内部质量的有效的无损检测方法。     

玻璃钢夹砂管道典型缺陷检测技术研究

在分析玻璃钢夹砂管道典型缺陷的基础上,分别采用DR检测技术、相控阵检测技术对其典型缺陷进行了无损检测研究。检测结果表明:DR检测技术能够有效地检测出试件的体积型缺陷,而对于复合材料层合结构中典型分层类缺陷正面检测时不易发现,只能通过侧面检测辅助判断;超声相控阵检测技术可以检测出试件中的气孔类体积型缺陷以及分层类缺陷,但由于在复合材料层合结构中声波衰减严重,本研究中采用的2.25MHz频率的探头只能检测到玻璃钢-夹砂层界面以下深度约15mm处回波。这说明2.25MHz频率超声探头不能够穿透该复合材料,不适用于该类复合材料管道的检测,需要探索更低频率的探头对其进行检测验证。     

蜂窝共固化结构高分辨率超声C扫描方法及应用

针对复合材料蜂窝夹芯共固化结构穿透法超声检测信号衰减严重、难以确定检出缺陷的性质和深度位置等问题,基于超声反射原理,研究了一种宽带窄脉冲高分辨率超声C扫描检测方法,并进行了检测试验。试验结果表明,该方法可以获取高质量的时域可分辨的回波信号,蒙皮-芯脱粘和好区的回波信号相差达11dB,膜上和膜下脱粘呈现不同的图像灰度分布特征,检出的脱粘大小与其设计值的差值不大于蜂窝芯格边长,可有效检测此类结构,并得到了较好的实际检测应用。     

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。     

航空用纤维增强聚合物基复合材料无损检测技术的应用与展望

近年来,国内航空用纤维增强聚合物基复合材料及制件的无损检测技术获得了较大提高,实现了多种制造工艺、多种复杂结构的可靠检测,同时,除超声、X射线等常规检测方法外,红外热像、激光散斑、空气耦合、超声相控阵等新技术也开始在复合材料检测中应用。今后,航空用复合材料无损检测技术还将结合现代电子信息、计算机等先进技术,向规范化、自动化和多元化方向发展。     

飞机某型发动机隔音板的声阻抗法检测

介绍由不锈钢皮与蜂窝铝合金夹芯经焊接而成的复合材料的隔音板声阻法检测的原理、方法、缺陷标准。     

非接触空气耦合超声检测原理及应用研究

为解决液态、半液态耦合剂作为传播介质导致某些材料不能进行超声无损检测与评价的问题,研制了一种非接触空气耦合式超声波检测系统。该系统由高功率超声波发射接收器、高灵敏度空气耦合传感器和高信噪比的带通外置放大器三个部分组成。通过对CFRP复合材料人工模拟空气层缺陷的检测验证表明,该系统可以完成缺陷大小、位置的识别,最小缺陷分辨直径为1mm。     

非接触空气耦合式超声检测技术研究及应用

系统地回顾了空气耦合超声检测技术的发展,阐述了空气耦合超声检测基本原理及其检测理论,归纳出影响检测性能的四大技术瓶颈及其相关解决手段。从理论研究和实际应用出发,以航天复合材料构件的非接触超声检测技术为背景,基于穿透式空气耦合超声检测模式,建立空气耦合超声检测实验系统,并与传统浸入式超声检测技术相比较,全面分析和评估了空气耦合超声在实际应用中的检测性能。开展空气耦合式超声检测技术研究对提高我国复合材料的无损检测水平具有重要的理论参考和工程实际意义。     

铝合金薄板的超声透射法检测

分析了铝合金薄板内部缺陷以及分层缺陷产生的原因及其分布形态,讨论了常用的金属薄板无损检测方法的优缺点,选择超声透射法对不同厚度的铝合金薄板进行检测。在薄板上制作不同孔径的人工缺陷以模拟分层缺陷,测试在不同人工缺陷区域超声透射信号的幅度变化,并制作了对应的缺陷标定曲线。该方法检测铝合金薄板缺陷时,克服了超声探头的盲区,声束垂直于分层缺陷面,灵敏度高,不易产生漏检。     

SiC颗粒增强铝基复合材料缺陷的无损检测

针对粉末冶金工艺生产的挤压态SiC颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/Al),对其超声检测检出的典型缺陷开展了X射线照相检测和工业CT检测试验,并进行金相解剖,得到了典型缺陷的无损检测显示特征,对比分析了缺陷实际尺寸与不同无损检测方法定量结果的差异。结果表明,SiC颗粒团聚是SiC_p/Al复合材料中的主要缺陷形式之一,工业CT检测的定量结果更接近缺陷实际尺寸,超声检测定量结果仍存在一定误差。分析结果对于颗粒增强铝基复合材料制件的质量控制具有一定参考意义。     

碳纤维增强复合材料层间界面缺陷超声成像技术

针对复合材料层压结构层间界面缺陷的无损检测与评估,通过分析超声波在碳纤维增强树脂基复合材料中的传播规律,研究入射声波在复合材料中的反射特性,利用入射声波在复合材料层间界面产生的反射信息,通过超声（B,T）扫描成像方法揭示复合材料层间界面缺陷及其三维分布。试验结果表明,采用短波长脉冲超声成像检测技术,可以有效地再现碳纤维增强树脂基复合材料层压结构中层间界面缺陷三维分布特征以及层间界面、铺层方向、纤维束取向等信息,为复合材料提供了一种有效的层间界面结构表征和缺陷检测方法。