C/SiC复合材料的红外热像无损检测研究

采用红外脉冲热像检测方法对C/SiC复合材料试样中不同尺寸和深度的平底孔模拟缺陷进行无损检测,分析了红外脉冲热像检测方法的检测原理、红外脉冲热像检测结果和微分处理后的检测结果。研究结果表明,对于同一缺陷,红外脉冲热像图中显示的缺陷尺寸随时间变化规律近似服从卡方分布,并且在红外热波信号传播至缺陷深度时,显示的缺陷尺寸最大;对红外脉冲热像图进行微分处理,可提高小缺陷和深度缺陷的检测能力,且能够提高缺陷的识别度;红外脉冲热像法检测C/SiC材料,能发现最小直径为Φ2 mm的缺陷,无法发现深度大于4 mm(直径不大于Φ15 mm)的缺陷;该红外脉冲热像法检测C/SiC材料的最小径深比为1.3。     

高声衰减树脂基复合材料超声检测方法

根据高声衰减树脂基复合材料的特点,采用高能超声激励技术和接收端信号增强技术结合的穿透法对该种材料进行检测。分析了影响超声波幅值的激励电压、超声仪阻尼电阻、激励电信号波形等因素,提出了双极性方波脉冲串的激励方式,设计了接收端的放大电路,确定了检测参数。结果表明:在小于击穿电压的前提下,激励电压与超声波幅值成正比;其他条件不变,超声仪阻尼电阻调至最大时,可激励最大幅值的超声波信号;在同一条件下,不同激励电信号波形激励的超声波幅值大小关系为双极性方波脉冲串单方波尖脉冲;提出的方法实现了高声衰减树脂基复合材料的超声检测,且可检测不大于5mm的缺陷。     

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。     

金属夹心CFRP复合材料超声检测方法

新型机翼、弹翼等结构已采用金属夹心碳纤维增强（Carbon Fiber Reinfored Polymer，CFPR）复合材料结构。针对该类复合材料结构的材料组成和结构特点，分析和对比常用的超声穿透法和超声反射法能否对金属夹心CFPR复合材料内部质量进行检测，提出了先采用超声C扫穿透法确定缺陷的平面位置，然后采用高分辨率超声A扫反射法确定复合材料中分层缺陷及采用超声相位法确定复合材料与金属间的脱粘缺陷的方法。采用提出的方法检测带有预置缺陷的试样和实际产品。检测结果表明，提出的方法可准确检测试样中大小为5 mm×5 mm的预置人工分层和脱粘，且能准确检测实际产品中的缺陷。