航空复合材料无损检测技术及其进展

2013-03-09 17:43:11来源: 21IC
随着复合材料在航空结构件上应用比例的不断提高,为保障飞行安全,监控复合材料结构的内部质量受到越来越广泛的关注。因此,航空复合材料无损检测技术也越来越多地

应用于航空复合材料结构成型、装配、试验、维护和使用的全过程中。

无损检测(Non-Destructive Testing,NDT)即采用非破坏性手段,利用声、光、电、热、磁和射线等技术探测材料、构件内部的孔隙、夹杂、裂纹、分层等影响其使用的缺陷及其位置。目前,航空复合材料无损检测方法主要有超声检测、射线检测等。本文结合常见缺陷类型,论述了航空复合材料对无损检测技术的需求,介绍了几种航空复合材料无损检测技术的现状及其应用,并且针对航空复合材料无损检测技术的发展趋势进行了展望。

航空复合材料与缺陷的无损检测

复合材料具有重量轻、比强度高、比刚度高、耐疲劳、可设计性等优点,有利于航空飞行的减重,因而获得越来越广泛的应用。纤维增强复合材料在物理性能上的各向异性、声衰减严重等特点使其在无损检测方面与传统金属材料存在区别,如何进行复合材料内部的质量控制成为研究热点。下面结合复合材料常见的缺陷类型,简述航空复合材料对无损检测的技术需求。

复合材料中的缺陷类型一般包括:裂纹、树脂开裂、断裂、胶接缺陷、空隙、分层、夹杂物、溢胶、脱胶、胶层超厚或超薄、纤维断裂与卷曲、贫胶、厚度偏离、磨损、划伤、树脂堆积、铺层皱折、凹坑、凸起、积瘤等。其中裂纹、断裂、空隙、分层等一般是航空复合材料构件上最主要的缺陷。航空复合材料构件常见的缺陷类型、影响及检测特点。

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4 微波检测

作为一种高频电磁波,微波的特点是波长短、频率高、频带宽,其波长在1mm~1000mm 之间,频率通常为300MHz~300GHz。微波在复合材料中穿透能力强、衰减小,可以克服其它检测方法的不足,如超声波在复合材料中衰减大、难以检测内部较深部位的缺陷,射线对平面型缺陷检测灵敏度低等,微波检测对复合材料结构中的孔洞、疏松、基体开裂、分层和脱粘等缺陷具有较高的灵敏性。

1967 年,美国空军燃烧控制工程实验室使用频率为9.6GHz(X- 波段) 和35GHz(Ka 波段) 的微波,利用反射法对塑料薄片厚度进行测量,精度可达0.125mm。该实验室对环氧树脂样品进行扫描,能够检测出直径为1.02mm~5.8mm 的缺陷;扫描纤维缠绕增强塑料,能够检测到内部面积小至直径1.2mm、分别在厚度2.5mm~50mm 的塑料与4.0mm~75mm的橡胶衬垫之间的脱粘;利用穿透法测定微波的能量变化能够检测到0.02mg/cm3 的密度变化。上世纪70 年代以来,美国AD 报告和NASA报告大量介绍了大型固体火箭发动机的微波无损检测,主要有驻波干涉法、反射法和散射法。驻波法一般用于测厚;反射法可以发现固体推进剂内深600mm 处直径25mm 的气孔缺陷。
[1] [2]

关键字:航空复合材料  无损检测技术  反射法

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0309/article_6995.html
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