蜂窝夹芯复合材料损伤修补的空气耦合超声评价方法

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• 作者：周正干马保全孙志明金翠娥周建平
• 会议时间：2014-10-31
• 关键词：航空航天工程 ; 复合材料 ; 蜂窝夹芯结构 ; 损伤修补 ; 空气耦合超声检测
• 作者单位：周正干,马保全,孙志明(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191)金翠娥,周建平(上海航天八院八〇〇研究所,上海 201600)
• 母体文献：第五届无损检测高等教育发展论坛学术交流会论文集
• 会议名称：第五届无损检测高等教育发展论坛学术交流会
• 会议地点：重庆
• 主办单位：中国机械工程学会无损检测分会
• 语种：chi
• 分类号：V21;TU5

摘要

由于蜂窝夹芯复合材料结构的特殊性,传统水浸(或喷水)超声检测技术无法实现对其损伤修补质量的检测与评价.基于穿透式空气耦合超声检测技术基本原理及搭建的软、硬件实验系统,对两种不同修补工艺的蜂窝夹芯复合材料试样进行了检测实验研究,分析了不同频率空气耦合超声换能器对修补区域内部缺陷的敏感性.实验结果表明空气耦合超声检测技术能实现修补质量的检测,是一种有应用潜力的非接触声学检测方法. 实验结果表明,应用空气祸合超声检测方法能有效检测碳纤维蒙皮-纸蜂窝夹芯复合材料的修补质量问题。低频换能器输出声波的穿透能力强,但分辨力较低,对较小尺寸的缺陷不敏感,细节信息表现较差。高频换能器在保证适当信噪比的情况下,分辨力更高,获得的C扫描图像能更加精确的表征被测试样内部的缺陷信息。在检测过程中,应根据试样的材质、厚度及缺陷种类不同,合理选择换能器的频率,综合多种频率超声波扫描成像结果来分析和判定材料内部的缺陷情况。本文虽然针对碳纤维蒙皮-纸蜂窝夹芯复合材料进行了检测并定性地讨论了修补工艺中的粘接质量问题,但对此类复合材料在制造和服役过程中可能产生的其它类型的缺陷,如蒙皮和蜂窝芯结构内部的分层、裂纹等缺陷的定性、定量检测需要做进一步的实验研究。