树脂基复合材料常见缺陷及无损检测技术

时间:2017-04-15 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:树脂基复合材料由于具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性好、破损安全性好、性能可设计等优点,已发展成为航空航天结构的基本材料。同时复合材料的先进性与其质量的离散性和

常适合于复合材料等原子序数较低材料的物体。当被检物体结构复杂,或无法进行双侧成像检测时,CST 技术就显示出了独特的优势。目前,CST 技术在国外航空航天领域已经得到了广泛的应用,在国内,尚处于探索性研究阶段。

2、超声检测技术

超声波是指频率20kHz 的声波, 其波长与材料内部缺陷的尺寸相匹配。根据超声波在材料内部缺陷区域和正常区域的反射、衰减与共振的差异来确定缺陷的位置与大小。超声波检测主要分为脉冲反射法、穿透法和反射板法, 根据不同的缺陷来选择合适的检测方法。

适用于:超声波不仅能检测复合材料构件中的分层、孔隙、裂纹和夹杂物等, 而且在判断材料的疏密、密度、纤维取向、曲屈、弹性模量、厚度等特性和几何形状等方面的变化也有一定作用。

对于一般小而薄、结构简单的平面层压板及曲率不大的构件, 宜采用水浸式反射板法;

对于小或稍厚的复杂结构件, 无法采用水浸式反射板法时, 可采用水浸或喷水脉冲反射法和接触延迟块脉冲反射法;

对于大型结构和生产型的复合材料构件的检测宜采用喷水穿透法或喷水脉冲反射法。由于复合材料组织结构具有明显的各向异性, 而且性能的离散性较大, 因而, 产生缺陷的机理复杂且变化多样, 再加上复合材料构件的声衰减大, 由此引起的噪声与缺陷反射信号的信噪比低,不易分辨,检测时应选合适的方法。

具体应用

飞行器零件等大型复合材料构件,蜂窝泡沫夹心等复杂结构件,曲面构件,波音飞机复合材料机身层合板结构的无损检测。

超声检测方法分为传统的超声波检测方法,超声导波检测方法,空气耦合超声检测技术,激光超声检测技术,相控阵超声检测技术。

3、红外热波检测技术

红外热波无损检测 ( Thermal Wave Testing)利用主动加热技术,通过红外热成像系统自动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,进而判定被测物表面及内部的损伤。

适用于:该检测方法特别适合于检测复合材料薄板与金属粘接结构中的脱粘、分层类面积型缺陷,尤其是当零件或组件不能浸入水中进行超声C-扫描检测以及零件表面形状使得超声检测实施比较困难时也可使用红外热波检测方法,红外热波方法能够准确确定复合材料中分层的深度,而且该方法具有非接触、实时、高效、直观的特点。

4、声-超声检测技术

声-超声( Acoustic-Ultrasonic)技术又称应力波因子( SWF) 技术。

适用于:AU 技术主要用于检测和研究材料中分布的细微缺陷群及其对结构力学

性能( 强度或刚度等) 的整体影响,属于材料的完整性评估技术。采用声-超声振幅C 扫描技术也能够对复合材料与金属材料间的粘接界面进行有效检测,而且克服了超声反射技术信号清晰度不高、超声透射技术传感器可达性差的缺点。

5、声发射检测技术

声发射检测技术( Acoustic Emission) 是通过对复合材料或结构在加载过程中产生的声发射信号进行检测和分析,对复合材料构件的整体质量水平进行评价的一种检测技术。

适用于:反映复合材料中损伤的发展与破坏模式,预测构件的最终承载强度,并能够确定出构件质量的薄弱区域。声发射技术是检测复合材料结构整体质量水平的非常实用的技术手段,使用简单方便,可以在测试材料力学性能的同时获取材料动态变形损伤过程中的宝贵信息。

6、涡流检测技术

涡流检测技术( Eddy Current Testing) 是利用导电材料的电磁感应现象,通过测量感应量的变化进行无损检测的方法。

适用于:用于导电材料,可以用于碳-碳复合材料与金属基复

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