浅谈航空复合材料无损检测技术及其进展

《浅谈航空复合材料无损检测技术及其进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、论坛／一．尊∑一。)■k●【：一复合材料的大规模应用为航空航天技术的发展带来了新的机遇，而复合材料结构中的缺陷或损伤能够被及时有效地检出是保证航空器安全的前提和基础，因此，其相关的检测和测试技术也得到了越来越多的重视。封栏且簧划，淡蓝七丁：乡论坛FORUM浅谈航空复合材料无损检测技术及其进展BriefAnalysisonNon-DestructiveTestingforAeroCompositesandItsDevelopment中国空空导弹研究院程功肖军李建军程功中国空空导弹研究院在读博士生．硕士毕业于北京航空航天

2、大学材料科学与工程学院。主要研究方向为机载导弹用非金属材料的设计与应用。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。40航窄制造技术·2010年第6期为保证航空复合材料构件能够满足使用要求，无损检测应该贯穿于构件设计、试验以及生产的全过程。当构件变更设计参数或者经历损伤试验后。应该再次检测和控制构件的内部质量，确保构件的安全使用。针对复合材料构件的维

3、护，传统观念往往是发现问题后进行修补或者替换，但是航空复合材料构件的使用环境具有特殊性，这就要求必须对其进行定期测试，对可能发生的缺陷、故障进行预测，从而在合适的时间采取措施。进行修补或者替换。无损检测(Non—DestructiveTesting，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

4、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hsttngkc帅岫，衙c帅⋯s复合材料检测技术究热点。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、

5、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、影响及检测特点口1见下表。为保证航空复合材料构件能够满足使用要求，无损检测应该贯穿于构件设计、试验以及生产的全过程。当构件变更设计参数或者经历损伤试验后，应该再次检测和控制构件的内部质量，确保构件的安全使用。针对复合材料构件的维护，传统观念往往是发现问题后进行修补或

6、者替换，但是航空复合材料构件的使用环境具有特殊性，这就要求必须对其进行定期测试，对可能发生的缺陷、故障进行预测，从而在合适的时问采取措施，进行修补或者替换。所以航空复合材料构件在使用过程中的定期检测就显得极为重要。上述技术需求要求无损检测设备小型化，能够不受场地、被检测构件形状等因素的限制，而且要向定量化、自动化、多功能化、智能化等方向发展。航空复合材料无损检测技术经过多年的发展，航空复合材料无损检测技术得到了长足的进步，用于航空复合材料构件的技术有超声检测技术、射线检测技术、红外热波检测技术等。1超声检测作为目前国

7、内外最为实用有效、应用最为广泛的无损检测技术之一，超声检测技术能够可靠地检测出复合材料构件中的分层、疏松、孔隙等大部分危害性缺陷，已经全面应用于航空领域的制造及维护过程中。超声检测技术的优点是穿透力较大，对平面型缺陷如裂纹夹层等探伤灵敏度高，操作安全，易于实现自动化检测；缺点是不易检测形状复杂的构件，并通常需要用耦合剂充填满探头和被测构件表面之间的空隙，并不适合对大型航空复合材料构件进行外场原位检测。麦克唐纳飞机公司研制的计算机控制超声扫描和数据采集系统(AUSS)不仅能实现高分辨率的超声检测，还扩大了缺陷检测范围，

8、能检测胶层气孔、分层和平面型气孔的不连续性，还能检测复合材料构件中线型气孔、夹杂台阶一板间隙等缺陷⋯。北京航空制造工程研究所(625所)研制的大型复合材料结构自动化超航空复合材料构件的缺陷类型、影响及检测特点声检测系统，有20个检测通道，具有独特的扫描跟踪技术，可实现对复合材料结构的B、C、T自动扫描检测，能够用于7500ram×6000mm的