结构/阻尼一体化复合材料超声波检测方法

发布时间：2021-03-29 01:04

　　采用超声脉冲穿透法和超声脉冲反射法相结合,对结构/阻尼一体化复合材料产品开展超声无损检测方法研究。研究结果表明,超声检测可有效检测出结构/阻尼一体化复合材料产品中复合材料中的分层缺陷和复合材料与阻尼材料间的脱粘缺陷。 

【文章来源】：宇航材料工艺. 2017,47(05)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

结构/阻尼一体化复合材料结构示意图

胁阄?鸾鹤枘岵牧?图1)，阻尼材料在基体预浸料铺层过程中按照设计要求铺放在产品中的指定位置，并与基体一同经历加温加压共固化成型，成型制品中由于存在多个界面，加压过程中容易存在复合材料分层缺陷和复合材料与阻尼材料间的脱粘等影响产品使用性能的缺陷(图2、图3)。为满足航天产品高可靠要求，本文主要针对典型结构/阻尼一体化复合材料，开展超声检测方法研究，实现材料及制品中缺陷的有效检出［3－5］。图1结构/阻尼一体化复合材料结构示意图Fig．1Schematicofstructure/dampingintegrativecomposites图2复合材料分层缺陷Fig．2Delaminationdefectsofcompositematerials—86—宇航材料工艺http:∥www．yhclgy．com2017年第5期

图3产品脱粘缺陷Fig．3Debondingdefectsofproduct1超声检测方法测定声学参量是进行超声检测研究的基础，为此，对复合材料和阻尼材料进行声阻抗的测量。声速测量原理:v=L/T式中，v为超声波传播速度;L为被测材料长度;T为超声脉冲在试件中的传播时间。测量声速用的仪器:CTS－25型复合材料探伤仪;探头频率:50kHz;校准时标:26μs。测量结果:C/E复合材料声速为2．41km/s;阻尼材料声速为1.72km/s。C/E复合材料密度1．55g/cm3;Z=ρv=3．7×106kg/m2·s;阻尼材料密度1．07g/cm3;Z=ρv=1．8×106kg/m2·s。通过对材料声阻抗的实际测量，可知结构/阻尼一体化复合材料中C/E复合材料与阻尼材料间存在较大差异。这使得在粘接良好区与脱粘区均有较大的界面反射波。粘接良好与脱粘缺陷通过界面信号难以分辨。结构/阻尼一体化复合材料结构的声学特点:(1)C/E复合材料基材是多层、非均质材料，具有较高的声衰减;(2)阻尼材料是以橡胶为主要原料的高声衰减的弹性材料，且声衰减又具有较大的离散性;(3)C/E复合材料与阻尼材料声阻抗存在较大的差异。这些声学特点增加了结构/阻尼一体化复合材料超声检测的难度。结构/阻尼一体化复合材料由于结构、生产工艺等因素的影响，产品内部可能存在缺陷。主要是:(1)复合材料基材本身的缺陷:复合材料基材分层、类夹杂等缺陷;(2)复合材料与阻尼层间脱粘缺陷。为控制产品质量，要求对结构/阻尼一体化复合材料内部的两类缺陷进行无损检测。1．1复合材料基材缺陷的检测结构/阻尼一体化复合材料中复合材料基材的检测采用超声脉冲反射法，主要检测复合材料内部分层、类夹杂等缺陷，复合材料内部质量检测是靠C/E复合材料与阻尼层的界面?

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3106591