復合材料R角部位缺陷檢測技術與超聲C掃描檢測工藝技術研究.pdf

1、復合材料以較好的比剛度、比強度、抗疲勞性能、材料可設計性等優(yōu)點，越來越廣泛地應用到飛機構件中。復合材料因其組份的多樣性，結構的復雜性，以及制造過程中工藝的不穩(wěn)定性，決定了不論是在結構設計制造階段，還是在材料的工藝研究階段和服役使用階段，極易產生缺陷或者損傷，另外，復合材料在服役過程中也會由于應力及環(huán)境的影響導致結構件內部受到不同程度的損傷。因此，對于復合材料檢測成為一項非常重要的任務。
　　 對于復合材料的無損檢測技術較多，但是

2、隨著科學技術的發(fā)展，至今沒有一種能夠有效地用于結構復雜、組分多變、缺陷種類繁多的復合材料檢測技術。普遍認為，復合材料內部存在脫粘、空洞，微裂紋等缺陷，聲學檢測是一種行之有效的方法。針對超聲檢測而言，復合材料內部缺陷與被檢測物理信息存在相應的數(shù)學關系，這也是大部分復合材料構件采用超聲檢測進行缺陷評定的主要原因所在。大量的文獻也表明，超聲檢測技術尤其是超聲C掃描檢測技術能有效地檢測出復合材料中的分層、裂紋、縮孔等大部分危害性缺陷，是目前用于

3、復合材料無損檢測的最有效、最廣泛的檢測技術之一。
　　 本文以碳纖維/樹脂復合材料(25％碳纖維含量)及有機玻璃作為被檢材質制作了適用于超聲C掃描法工藝參數(shù)測試的檢測試樣，研究了被檢工件的厚度對接收超聲波能量的影響和探頭對檢測靈敏度的影響，開展了優(yōu)化水柱流速和探頭掃查參數(shù)優(yōu)化的測試，獲得了復合材料超聲C掃描檢測的最佳工藝參數(shù)。
　　 本文針對航空航天飛行器中日益使用頻繁的R角類復合材料構件，研究R角部位的超聲檢測技術，開

4、展了水浸大聲束探頭穿透法、水浸簡體內側斜入法、水浸簡體外側入射法、簡體外側筆尖式探頭接觸法和超聲相控陣檢測試驗研究，研究了各種檢測方法的可行性和適用范圍。
　　 針對非曲面大型平板類結構件，為了提高檢測效率，加大檢測的準確性，在本課題研究過程中，試制了MULT-21超聲C掃描設備，包括硬件設計和軟件設計兩部分，硬件包括機械掃查裝置、信號激發(fā)和調理裝置，軟件系統(tǒng)包括包括自動控制、信號采集及圖像處理、報告輸出等功能，可記錄保存檢測結