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。     

复合材料层压结构冲击损伤超声成像评估

采用高分辨率超声成像方法实现复合材料冲击损伤的无损检测,以高品质的脉冲超声波作为探测源,提取入射声波在复合材料层压结构试样中形成的时域反射声波信息,并通过扫描结构使换能器对含有冲击损伤的复合材料试样进行自动扫描,实时对每一个检测位置点的超声信号和位置信号进行处理与融合,通过超声B扫描成像和T扫描成像进行复合材料冲击损伤成像评估。试验结果表明:通过超声B扫描成像,可以形象地再现复合材料层压结构试样表面和内部冲击损伤在其不同深度方向的断面分布、取向、扩展及深度等确切信息;通过超声T扫描成像,则可以直观地再现冲击损伤在复合材料层压结构试样不同深度铺层方向的损伤区域(面积)、分布及其扩展特征。     

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。     

高硅氧复合材料的超声成像检测

通过对高硅氧复合材料声学特性的研究，在对超声波声场探讨的基础上，采用自行研制的超声波扫描成像系统对高硅氧复合材料进行了成像检测。从成像结果分析可知，通过超声信号的降噪处理和特征提取，所得到的扫描图像可检测出材料中的缺陷。     

蜂窝夹芯复合材料空气耦合超声检测技术研究

超声波通常借助液体耦合剂透射进入检测对象内部。然而,蜂窝夹芯复合材料板有时不允许采用液体进行声学耦合,导致常规超声检测技术无法应用于复合材料内部缺陷检测。由此,本研究提出蜂窝夹芯复合材料板的空气耦合超声成像检测技术。首先,通过优选探头参数、优化探头布置方法高效接收超声透射波;其次,基于透射波幅值进行超声C扫描成像;最后,结合金相方法分析图像特征。研究结果表明,空气耦合超声检测技术可对蜂窝材料进行成像检测,能够直观显示完好蜂窝结构、脱粘、芯层压缩,是一种可避免耦合剂污染的高精度复合材料无损检测技术。     

超声成像法检测复合材料层合板铺层方向

提出一种确定复合材料层合板铺设形式的新的无损检测方法。采用垂直入射的超声纵波进行铺层界面的C扫描或层板全波形B扫描，然后从结构缺陷的反射波中提取纤维方向信息。发现铺层界面的C扫描图大都包含两相邻铺层的纤维方向信息，而上铺层的信息显示更明显。因此，用二维傅里叶变换将界面C扫描图变换为定量的角度分布图，通过显示的方向信息确定上铺层的纤维方向。用类似方法对全波形B扫描图进行处理，将其转换为角度—时间图，图中信号幅度显示层合板中各铺层的方向。由于没有涉及众多界面时间门的设置问题，B扫描方法更为简单。分别用界面C扫描和全波形B扫描方法检测了几种复合材料层合板，确定了它们的铺制结构，并通过建模分析研究这些方法的机理。     

复合材料层状薄板超声特征扫描成像检测

传统超声B扫描和C扫描成像方法不能满足复合材料的检测需求。简要介绍了超声特征扫描(F扫描)成像方法的原理、扫描系统的设计和聚焦探头的制作等。F扫描是以波形上升时间、下降时间、脉冲周期和频谱特性等波形特征或缺陷类型、形状和大小等缺陷特征为特征量进行信号提取和重构并最终成像的方法。试验样件为2 mm厚的复合层状薄板,在板中距上表面0.6和1.4 mm处的两层结合层中分别制作了三个最小直径为1.2 mm的分层缺陷。试验表明,设计的超声特征扫描系统可采用幅度成像、深度成像和底波成像方法成功检测出预制缺陷,并且可实现层析成像功能,还可用于层状薄板的密度和硬质合金的厚度成像,具有强大的功能和多种材料分析用途。     

锁相红外热成像技术在无损检测领域的应用

介绍了国外锁相红外热成像技术在无损检测领域的发展和现状，阐述锁相热成像技术的基本原理及其技术特点，介绍了一些在航空、航天及太阳电池板领域的典型应用实验。此技术作为一种新兴的手段，与超声C扫描和脉冲式热成像技术进行了比较。尤其对较大面积复合材料及近表面下缺陷深度的成功检测，表明该技术可以作为一种有效定量的检测手段。     

纤维键接复合材料的超声检测和力学性能测试

纤维键接复合材料，特别是带有转向纤维的复合材料比普通层压板具有更加复杂的内部结构。介绍用超声波对键接复合材料层间界面进行成像，以期建立一种评价键接复合材料产品质量的方法。同时进行了短梁剪切试验，研究材料的破坏行为和缺陷对材料力学性能的影响。     

浅谈复合材料超声手动扫描成像检测

针对复合材料超声成像检测,文章回顾和分析了超声手动扫描成像检测实现方法、超声换能器手动扫查定位方法以及超声信息处理与缺陷识别方法,对复合材料超声手动扫描成像检测技术发展有一定的指导意义。     

内窥涡流集成化原位无损检测

单一的无损检测方法对于复杂的检测对象很难实现原位检测。提出了一种内窥涡流集成化无损检测的新方法,采用虚拟仪器技术设计并实现了该内窥涡流集成化检测系统的硬件和软件。利用该检测系统对某型航空发动机篦齿盘裂纹缺陷进行了原位检测。结果表明,集成化内窥涡流系统完全可以实现复杂金属结构的原位无损检测,具有广阔的应用前景。     

工业CT图像重建的ART算法研究

工业CT是一种先进的无损检测手段。传统的滤波反投影算法（FBP）要求完备的投影数据，而实际检测中往往由于客观原因无法获得完全的投影数据。针对不完全投影的数据重建问题，提出了利用代数重建法（ART）进行图像重建。分析了影响ART算法的重建速度和重建质量的因素，通过仿真实验对两种算法的重建质量进行了比较。结果表明，在投影数据不完备时，ART算法的重建质量要优于FBP算法。     

CNG储气瓶的金属磁记忆检测

使用金属磁记忆检测方法和超声方法对在役的七组公交车CNG高压储气瓶组进行了检测,并对比分析了两种方法的检测结果。结果表明,金属磁记忆方法检测到的可疑区域涵盖了超声检测到的缺陷区域,因此用磁记忆方法检测高压储气瓶,有较高的可靠性和高效性。     

桥梁缆索金属损伤无损检测方法

缆索广泛应用于斜拉桥、悬索桥和拱形桥等桥梁结构中,其有效金属承载面积直接关系到桥梁安全。在分析桥梁缆索自身结构和使用工况的基础上,论述了桥梁缆索无损检测中遇到的难点,分析了可能应用于桥梁缆索金属损伤的无损检测方法的特点和局限性,其中声发射法可用于缆索的长期监测,但仅能给出相对检测结果;射线法和磁性检测法可用于缆索的逐点扫描检测,但检测移动辅助装置复杂;磁致伸缩导波检测方法可实现远距离的包括锚固区在内的金属损伤检测,但信号解释复杂。最后,提出了桥梁缆索磁致伸缩导波快速扫查和磁性精细扫查相结合的无盲区检测方法,该研究将促进桥梁缆索无损检测技术的深入发展。     

Nondestructive measurement of porosity in thermal barrier coatings

Porosity is an integral part of thermal barrier coatings (TBC) and is required to provide thermal insulation and to accommodate operational thermal stresses. The effective use of TBC in hot-section components of aircraft engines requires nondestructive testing (NDT) methods to detect porosity variations and measure thickness changes to reduce the risk of damage to the coating due to such variations. The eddy current method has been used to measure the thickness of a plasma-sprayed TBC coating and either ultrasonic or capacitance techniques have been applied to assess porosity content based on thickness values obtained using the eddy current tests. The porosity values estimated by the NDT methods have been confirmed by destructive testing, which included metallography and vacuum volumetric measurement using nitrogen absorption.     

复合材料计算机层析照相检测及应用

介绍CT检测复合材料的原理和方法。利用研制的软件对断层扫描的图像数据进行三维重建、分析和测量。实验表明，CT检测复合材料内部缺陷具有很好的分辨力，三维重建能够很好地显示密度的空间分布情况，CT检测是目前最精确、有效的无损评价方法之一。     

飞机座舱透明件应力无损检测技术研究进展

发展无损应力检测方法,确定透明件的应力状态,对于提高飞机安全性有重要的意义。本文介绍了超声法、光弹法和等达因法测量飞机座舱透明件应力的基本原理及发展概况,分析了几种测量方法应用于飞机座舱透明件应力测试中存在的问题。通过比较几种方法的特点和适用范围,认为在透明件检测中,超声法存在的问题目前难以解决,应用推广难度很大;光弹法反映的是厚度方向应力的平均值,如果应力在厚度方向分布均匀,数字光弹法是一种有效的应力检测手段;对于厚度方向应力变化大的情况应考虑等达因法。     

红外热波技术在飞机复合材料损伤检测中的应用

红外热波无损检测基于物体的热辐射特性，利用主动加热技术，通过相关的检测系统记录试件表面缺陷和基体材料由于不同热特性引起的温度差异，进而判定飞机复合材料表面及内部的损伤。较之于常规检测方法，红外热波无损检测具有非接触、快速、直观、准确等优点。     

碳素材料内部缺陷检测方法的探讨

讨论了产生碳素制品不均质结构和决定材料性能的影响因素,以及由此而产生的结构缺陷对材料内部质量检测的影响。论述了超声波、X射线及声发射三种无损检测方法在碳素材料内部质量检测中的应用状况。在此基础上,通过大量实验,分析对比了三种检测方法在碳素材料内部质量检测中不同的检测效果。提出了超声波脉冲回波法不适合检测碳素制品的内部缺陷,超声波波速分析法适合检测碳素制品均质结构。X射线法是适合定量评价碳素制品内部缺陷的方法。     

Research on magnetic testing method of stress distribution

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬａｒｇｅｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[1] ,ｅｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓ ｔａｎｃｅ ,ｆａｔｉｇｕｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｉｍｅｎ