碳纤维复合材料层压板人工缺陷的水浸超声检测

采用贴膜法、插拔钢片法、脱模剂法和脱模膏法的方式制作不同尺寸及埋深的人工缺陷试块,并对其进行水浸超声检测。结果表明,水浸超声检测方法可以有效检测出复合材料层压板中由贴膜法、插拔钢片法制作的人工缺陷,但对于脱模剂法和脱模膏法制作的人工缺陷检测效果较差。该研究对碳纤维复合材料层压板人工模拟缺陷试块的制作及其超声检测具有一定的参考意义。     

复合材料层压板的超声相控阵检测

为满足复合材料层压板在厚度方向不存在加工余量及其缺陷特征的需求,设计了具有不同大小和埋深的人工缺陷的复合材料层压板试块,利用超声相控阵检测法对该试块进行100%扫查。C扫图像显示所有人工缺陷均能被检测出来,且位于第一与第二层碳布之间3mm的最小缺陷清晰可辨。经实际应用表明,超声相控阵检测法可用于复合材料层压板的无损检测。     

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。     

蜂窝结构的错位散斑无损检测技术

介绍了自行研制的激光错位散斑无损检测系统。利用该系统对多种蜂窝结构的人工缺陷样件进行了检测,得到满意的结果。从检测灵敏度、可靠性、效率等方面对激光全息和错位散斑技术进行了比较,证明激光错位散斑是一种非常有效的新型光学无损检测技术。     

激光错位散斑检测结果的影响因素

针对激光错位散斑检测真空加载影响因素多、检测参数不易确定的问题,以含有损伤的T300/QY8911碳纤维复合材料为例,建立了真空加载激光错位散斑检测有限元仿真模型,仿真结果说明缺陷尺寸、缺陷位置、真空载荷对激光错位散斑检测影响较大。仿真和试验结果基本吻合,说明建立的Solid46模型是可靠的,可利用其对检测结果进行预判,这对复合材料激光错位散斑检测工艺的制定具有重要指导意义。     

石英纤维复合材料热加载激光剪切散斑检测有限元分析

在石英纤维增强树脂基复合材料平板上钻直径和深度不同的盲孔,模拟材料内部的孔洞缺陷。以单个盲孔缺陷为研究对象,建立尺寸为100mm×100mm×6mm(长×宽×厚)的分析模型,采用顺序耦合热应力分析方法,对复合材料热加载激光剪切散斑检测进行有限元分析,研究了加载载荷、加热时间、冷却时间以及盲孔缺陷直径和深度对激光剪切散斑检测信号的影响规律。结果表明,增大加载载荷和增加加热时间能够有效提高缺陷的检测效果;延长冷却时间并不能提高缺陷的检测效果,降低了检测效率。盲孔缺陷直径越大,深度越小,越容易被检测出来;不同深度的5mm盲孔缺陷均无法被有效识别。     

激光电子剪切散斑干涉成像技术在复合材料检测中的应用

介绍了研制的激光电子剪切散斑干涉成像系统的原理及结构组成,对散斑图像进行了图像处理分析.用该系统检测玻璃纤维蜂窝结构件的模拟脱粘缺陷,缺陷散斑图像清晰可辨.试验证明,该系统可成功用于复合材料结构和蜂窝夹层结构的无损检测.     

c／c复合材料内部缺陷反射式红外成像检测

为了找出C／C复合材料内部影响其热物理性能的缺陷,利用该材料的热传导性能特征,使用红外成像系统对有人工、自然缺陷的炭毡基C／C复合材料进行了检测。试验发现反射式红外成像可以检出炭毡基C／C复合材料内部的缺陷,其检测能力和材料的热性能相关,对较大人工缺陷,红外成像能检测更大埋深的缺陷;随着缺陷埋深的减少,红外成像的检测灵敏度变高,可以检出更小的缺陷。     

复合材料的现场电子剪切散斑检测技术研究

对电子剪切散斑干涉检测技术的原理进行了系统分析，设计并研制了适于现场使用的便携式剪切检测仪及其检测软件系统。实验结果表明，电子剪切散斑干涉检测技术具有非接触、全场检测、快速和灵敏度高等特点，适宜复合材料的无损检测。     

铝薄板模拟分层缺陷的阵列涡流检测仿真

采用阵列涡流检测方法对4mm厚铝薄板进行检测,用不同孔径、不同埋深的平底孔模拟分层缺陷,通过Ansys仿真和试验检测工艺参数、缺陷大小与埋深对阵列涡流信号的影响。结果表明:阵列涡流检测在探头以标称频率工作时灵敏度最高,在缺陷直径8~12mm范围内,相同尺寸的缺陷,埋深越小,感应电压越大,相位滞后角减小;埋深相同的缺陷,缺陷尺寸对相位值影响较小,可以通过感应信号相位来确定分层缺陷埋深。     

大厚度复合材料结构的超声相控阵检测成像与缺陷定量表征

使用便携式超声相控阵设备对厚度为22.92mm的碳纤维复合材料层压板对比试块进行检测,对其中埋有6,9,12 mm的人工缺陷进行C扫描成像。结果表明:在超声相控阵检测中,同种介质内不同尺寸缺陷所得TCG曲线趋势相同且趋于重合;三种不同成像方式都能准确一致地对缺陷尺寸进行判定,根据其自身成像的特点,配合使用这几种成像方式,可以达到最佳检测评判效果。     

自由装填式药柱包覆层黏接质量的错位散斑检测

以自由装填式药柱常用的丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)包覆层为研究对象,采用数值分析与试验研究相结合的方法,研究不同厚度、不同尺寸缺陷离面位移和真空加载压差的关系。对影响检测灵敏度的错位距离进行分析,介绍了错位散斑图像上缺陷大小的测量方法以及药柱表面的处理方法。研究内容对自由装填式药柱包覆层黏接质量的激光错位散斑检测有实际参考意义。     

飞机铝蜂窝复合材料的典型缺陷检测

为有效检出飞机铝蜂窝复合材料的缺陷位置及缺陷大小,评估缺陷损伤程度,运用激光错位散斑检测方法对有无缺陷及缺陷位置进行了检测,并采用声阻检测方法对缺陷大小进行了评估。试验结果表明,激光错位散斑检测法能够快速定位飞机铝蜂窝复合材料缺陷的位置,但检测精度不高;声阻检测法能够对缺陷位置进行精确检测。两种检测方法的结合使用,提高了检测结果的可靠性和准确性,为进一步开展飞机铝蜂窝复合材料缺陷损伤检测及评估奠定了基础。     

复合材料层压结构超声相控阵检测的缺陷定量表征

使用便携式超声相控阵设备及两个几何参数不同的线性阵列换能器对埋有6mm和9mm人工缺陷的碳纤维复合材料层压板试块进行检测,分别进行了非聚焦线性扫查和聚焦线性扫查,并对C扫成像进行分析。结果表明:在非聚焦线性扫查情况下,其扫查缺陷尺寸的准确性与换能器晶元长度和孔径长度有紧密关系,试验结果与理论分析一致;而在聚焦线性扫查情况下,其扫查缺陷尺寸的准确性不再受孔径数过大的影响。     

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。     

Ti-6Al-4V合金激光选区熔化材料的射线检测

针对厚度为10mm的Ti-6Al-4V合金激光选区熔化材料内部缺陷分别进行了常规射线照相检测和微焦点CT试验。结果表明,对于厚度10mm的Ti-6Al-4V合金激光选区熔化试样,射线照相技术可以识别尺寸(直径×长度)为?0.5mm×0.5mm的人工缺陷,气孔类缺陷检测灵敏度可达0.4mm,满足壁厚不大于10mm产品的质量检测要求。微焦点CT技术识别出试样内部最小缺陷尺寸约为33μm,经统计,90%以上内部缺陷尺寸在200μm以下,尺寸33μm以上缺陷孔隙率约为0.005 61%。射线照相检测技术主要用于相关产品的质量检测;微焦点CT技术具有更高的检测灵敏度,可用于不同尺寸缺陷的识别与表征。     

复合材料胶接缺陷的数字成像检测研究

采用激光数字剪切散斑和红外热像两种数字成像无损检测方法对碳／环氧板蒙皮与泡沫夹芯结构复合材料的胶接缺陷进行了初步研究。结果表明，两种数字成像无损检测方法检测此类缺陷是可行的，检测结果便于存储和后处理，而且红外热像无损检测方法效率高、缺陷显示更加直观，判读能力强。     

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。     

复合材料剪切散斑检测图像的小波降噪技术研究

电子剪切散斑检测技术非常适宜复合材料的无损检测。散斑图像往往含有较大的噪声,如何对散斑图像进行降噪处理是一个非常重要的问题。小波变换是变分辨率的分析方法,用小波降噪技术处理散斑图像可以有效地降低噪声,同时能较好地保存图像细节。     

脉冲扰动电磁场检测非表面缺陷埋深的识别算法

交流电磁场检测技术是一种新型的电磁无损检测技术,但由于趋肤效应的存在,其对表面裂纹检测具有较高的敏感性,但对于非表面缺陷检测存在着技术瓶颈。借助脉冲激励源在工件中产生的感应电流渗透深度大的特点,进行非表面缺陷的脉冲扰动电磁场检测技术仿真与试验,提出了基于小波熵理论的非表面缺陷埋深识别算法。试验结果表明,所构建的脉冲扰动电磁场缺陷识别算法可有效识别和区分不同埋深缺陷。