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        低頻超聲復合材料檢測技術

        發布時間: 2018-08-17  作者:上海洪富儀器儀表有限公司 來源:上海洪富儀器儀表有限公司  點擊次數:

        1.背景
        復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料,它可以發揮各種材料的優點,克服單一材料的缺陷,擴大材料的應用范圍。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點,已逐步取代金屬合金等材料,廣泛應用于航空航天、汽車、高鐵等領域。
        在波音787和A350客機上,50%以上的部件由復合材料制成低頻超聲復合材料檢測技術

        而對于復合材料的檢測,尤其是在役的飛機復合材料檢測仍然是檢測的難點和重點。其中尤其以蜂窩結構和泡沫夾心結構等復雜結構的復合材料檢測為復雜。
        蜂窩結構的復合材料是一種夾層結構,其夾芯層由一系列六邊形、四邊形或其他形狀的形似蜂窩的孔格組成,并在夾芯層的上下兩面膠接(或釬焊)上較薄的面板/蒙皮。蜂窩夾層結構是復合材料的一種特殊類型。由于這種輕型結構材料具有比強度、比剛度、抗疲勞性能、表面平整光滑等特點,已在航天領域得到較為廣泛地應用 。
        在層壓碳皮之間的帶有蜂窩夾芯(NOMEX等)的復合材料夾層結構中,撞擊結果會表現為不同類型的損傷。在飛機遭到撞擊后,可能會出現以下缺陷:

        A型:平行于表面的外部CFRP蒙皮的多層材料之間出現分層缺陷

        B型:外側蒙皮與蜂窩芯之間的脫粘缺陷

        C型:平行于檢測表面的蜂窩芯出現裂紋

        D型:平行區域的蜂窩芯被碾碎

        E型:內側蒙皮與蜂窩芯之間的脫粘缺陷

        F型:蜂窩芯中有流體侵入
        低頻超聲復合材料檢測技術



         

        2.低頻超聲原理
        一發一收模式用于檢測帶有蜂窩結構的復合材料,使用一個雙晶、點接觸、干耦合超聲探頭。激發單元將聲能傳送到工件內,然后,接收單元再接收從表面傳播回來的聲能。在粘接完好的條件下,部分聲能由于蜂窩結構的吸收而產生衰減。當探頭被放置在脫粘區域上時,傳播到接收單元的聲能會變得很大,并會引起波幅的變化

         低頻超聲復合材料檢測技術

        這項技術近得到了優化調整,可以可靠地探測到位于40毫米厚的蜂窩結構以下遠端的(面積為25毫米 × 25毫米)脫粘缺陷,如:E型缺陷。針對困難且費時的空中客車(Airbus)飛機的檢測,一種新式差分高電壓探頭出現在空中客車的維護公告中,并記載著使用這種探頭檢測所獲得的非同尋常的結果。
        一收一發檢測模式包括三種檢測方法:射頻法、脈沖法和掃頻法。
        不同方法的頻率范圍如下:1 kHz ~ 50 kHz(射頻,脈沖)或1 kHz ~ 100 kHz(掃頻)


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