飞机复合材料红外热成像检测技术的研究.pdf

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1、第27卷第2期2014年3月机电产品开发与钏新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．27，No．2Mar．．2014文章编号：1002—6673(2014)02—087—03飞机复合材料红外热成像检测技术的研究陈名华，杨小林，涂明武，郭孝欢(空军第一航空学院，河南信阳464000)摘要：简要介绍了红外热成像检测技术的基本原理和分类，应用该技术分别对飞机复合材料层压板平底孔和蜂窝结构中分层和积水进行检测，并进行了一定分析。关键词：复合材料；红外热成像；无损检测中图分类号：TP29文献标识码：Adoi：

2、lO．3969／j．issn．1002-6673．2014．02．034TheResearchoftheInfraredThermalImagingTestingTechnologyinAirplaneCompositesCHENMing-Hua，YANGXiao-Lin，叫Ming-Wu，GUOXiao-Huan(TheFirstAeronauticalInstituteofAirForce，XinyangHenan464000，China)Abstract：Inthispaper，thefundamentalprincipleandcategoryofInfrared

3、thermalimagingtestingtechnoklogywerebrieflyintroduced，andthedefectsofairplanecomposites，suchaslaminatedboardholes，delaminationandwaterinhoneycombparts，weretestedbyInfraredthermalwave，atlast，thetestingresultWasbrieflyanalysed．Keywords：compositematerials；infi'aredthermalimaging；nondestructi

4、vetesting0引言复合材料具有质量轻，比强度和比刚度大，可设计性强，且耐腐蚀、抗疲劳等、易加工成型等优点，而广泛应用到飞机的设计和制造中如：飞机的雷达罩和尾翼、直升机的各种整流罩，无人机的机翼和机身等。由于复合材料对冲击较敏感．在训练和维护过程中易因异物撞击而发生损伤，严重影响复合材料的机械性能和完整性，给飞机带来了严重的安全隐患，因此，经常对飞机复合材料构件进行无损检测成为了保障飞机飞行安全必不可少的环节。目前复合材料无损检测技术有很多如：超声波、X射线、声发射、红外热波和激光散斑等，其中，红外热成像技术具有快速，观测面积大，直观易懂，准确、非接触、无污染，可原位

5、检测等优点，得到了广泛研究。成为了飞机复合材料损伤检测的主要发展方向之一。1基本原理与分类红外热波无损检测的基本原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一修稿日期：2014—03—06作者简介：陈名华(1975-)，男，研究方向：高分子材料专业。致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外辐射能力发生差异．借助红外热像仪探测被检物的辐射分布．通过形成的热像图序列就可推断出内部缺陷情况。具体检测方法分为以下两种：①有源红外检测法又称主动红外检测法，其特征是利用外部能源，向被检测工件注入热量．再借助检测设备进行检测的方法；②无源红外检测法

6、又称被动红外检测法，其特征是，无外加热源，利用工件本身热辐射的一种测量方法。而有源红外检测法还可细分为：脉冲红外热成像技术、锁像红外热成像技术和超声红外热成像技术等，它们施加的能源分别为：脉冲式热源、周期性热源和低频超声脉冲波f11。其中脉冲热源发展比较成熟，是本文研究采用的主要热源。2红外热成像试验2．1试样制备本文设计制作了材料为T300／QY8911的层合板标准试块。试块标准及结构为35层层合板结构。每层厚0．12ram．试块的形状及尺寸如图1、2所示。在(300x180)rnm的层合板上。沿长度方向挖出3行直径分别为19ram、13mm、10mm的圆柱形平底孔，每

7、行5孔，共15孔。每列孔的钻孔深度相同，自左至右分别为3．6mm87·测试与控制·(30层)、3．0mm(25层)、2．4mm(20层)、2．04ram(17层)、0．96mm(8层)。将标准试块无人工孔一面正对红外热像仪进行损伤测量．具体如图1、2所示。(正面)(背面)图1含人工平底孔层合板外形图Fig．1Thedrawingoflaminatedboardincludedman-madeholes州)30器，b^。卜，卜土一∥0j．、卜#纛茹1一rt一十一十’=坼7b-}4工。生一芦叫下、’’节一300图2含人工平底孔层合