复合材料在航空部件上的应用

复合材料特别是碳纤维复合材料具有优良的强度特性，而且重量轻，正在担负起航空领域先进材料的作用。以攻关为中心正在进行应用研究，日本也正在进行此项工作。以下概述日本富士重工业公司航空宇宙事业部试制复合材料部件的状况。 民用客机复合材料部件 20世纪80年代初试制了波音767的主脚轮固定板，并投入了实际生产和销售，这对复合材料制造工艺技术、所用装备的整合起了很大作用。采用碳纤维和白坚木纤维混合的方法，用非金属纤维蜂窝夹层结构芯材制造了尺寸为4m的大型二维结构部件，拉开了复合材料适用民用客机的序幕，到1994年在波音…     

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。     

复合材料结构超声检测的不确定度评定

超声检测技术对缺陷的定位和定量检测有高准确性和高可靠性,其已在复合材料结构的检测领域得到十分广泛的应用。为了评定检测结果的质量,需要对复合材料结构超声检测的不确定度进行评定,以表征检测结果的可信度。基于超声反射法对碳纤维增强复合材料检测试块中不同尺寸的平底孔缺陷进行定量检测,采用底波幅值衰减6dB的方法对缺陷边界进行标定,得到检出缺陷的尺寸,建立了不确定度传递的数学模型,分析了对检测结果产生影响的因素,包括试块、扫查方法、设备参数以及检测重复性等,给出了复合材料结构超声检测的不确定度评定结果。     

壳体防热层粘接质量超声相位检测法研究

针对壳体铝锂合金/防热层粘接结构质量检测,采用仿真分析计算了在防热层复合材料与铝锂合金粘接质量检测时的超声相位变化规律。超声相位检测法被证实有效并在实际应用检测中获得了良好的检测效果,检测灵敏度达到Φ5mm,有效解决了壳体防热层粘接质量无损检测的难题。     

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。     

碳纤维复合材料全聚焦3D相控阵超声检测

针对209P型转向架使用碳纤维复合材料的无损检测,采用全聚焦3 D相控阵超声检测技术进行试验研究.通过试验结果表明,全聚焦3D相控阵超声检测具有缺陷图像显示直观、缺陷定量准确等特点,能够实现对209P型转向架使用的碳纤维复合材料质量管控.全聚焦3D相控阵超声检测为碳纤维复合材料的检测提供了一种新思路和新途径,对复合材料...     

一种碳纤维复合材料X射线穿透曲线的绘制方法

提出了一种碳纤维复合材料X射线穿透曲线的绘制方法。首先确定了最佳机械系统参数,然后找到碳纤维复合材料的最佳X射线穿透率,以此为基准确定不同厚度碳纤维复合材料对应的检测电压,从而完成了复合材料X射线穿透曲线的绘制,并得到了拟合公式。利用该方法获得的X射线穿透曲线,对碳纤维复合材料数字射线成像最佳检测参数的选择具有重要的指导作用。     

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。     

多层防热结构太赫兹无损检测及粘接缺陷识别

为了研究太赫兹无损检测技术对多层防热结构粘接缺陷的检测能力,在复合材料-胶-复合材料-胶-金属粘接结构的两层胶中预置了人工缺陷,并使用脉冲太赫兹波成像方法对样件进行了检测。结果表明,太赫兹波穿透多层防热复合材料粘接结构后可以获得太赫兹时域信号,通过特征波段数据处理后得到不同胶层的缺陷图像。能够对防热复合材料与透气复合材料之间的上胶层中0.15mm空气层、0.15mm金属板清晰成像,成像能够分辨透气复合材料与金属板之间的下胶层中0.15mm空气层。该研究结果为多层防热复合材料粘接质量检测与评价提供了有效方法。     

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。