复合材料无损检测方法盘点全套
8页1、复合材料无损检测方法盘点复合材料是运用先进的材料制备技术,将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称;50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维;70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。随着复合材料在各个领域的应用越来越广泛,特别是在航空航天、汽车、建筑、电子、新能源等领域,全球复合材料行业的现状呈现出持续增长的趋势。随着越来越多的复合材料与结构被用于各个行业,了解如何检查它们的损坏情况是一个重要话题。本文将盘点几种常见的复合材料无损检测方法。无损检测(Non-Destructive Testing,NDT)是复合材料工业中的一种标准测试方法,无需切割或以其他方式改变材料,也是制造高质量产品的基础。NDT有多种方法可供选择,有时可能需要同时使用多种方法来充分了解复合材料层压板中的缺陷和缺陷的类型、尺寸、位置和深度等。01目视检测对复合结构进行检查的一个基本且有用的方法是目视检测,它应该是检测人员使用的第一种方法,但却经常被忽视。在光线下以浅角度观察复合材料层压板有助
2、于发现明显的缺陷,如划痕、褶皱、桥接、表面孔隙、剥离蒙皮、分层、热损伤等可见冲击损伤。目视检测最重要的优点是它的快速过程,以及该过程的相对可承受性,以及不需要设备,节省了费用,但这种方法有其固有的缺点。02敲击测试这是另一种基本的检查方法。可沿着零件的表面用敲击锤或硬币轻轻的敲击,明亮的金属声音表明结构良好;沉闷的“砰”声表示存在缺陷,例如分层或脱粘。数字敲击锤可以测量敲击响应,并以毫秒为单位显示层压板响应所需的时间。响应时间越短,结构吸收的冲击就越少,这表明结构是实心的。当发现缺陷时,响应时间更长,导致显示器上的数字更高。这种方法在厚度小于3.05毫米的薄层压板中更有效,而在非常厚的层压板上则没有效果。另一个缺点是它有时也会给出错误的读数,比如当背面连接了另一个结构。03超声检测这是目前应用最广泛的无损检测方法。超声检测(UT)的工作原理是将高频(0.525 MHz)能量波发送到层压板中,捕捉并量化这些波形的振幅和飞行时间,从而分析了解材料性能和结构变化。使用的主要方法有两种:脉冲回波超声检测:单面超声检测可用脉冲回波技术完成。这种方法通过单个搜索单元作为发射和接收换能器工作,由高压
3、脉冲激励。每个电脉冲激活换能器元件。该元件将电能以超声波的形式转化为机械能。声波能量通过特氟龙(Teflon)或甲基丙烯酸酯接触尖端进入测试部分。在测试部分产生波形,并由换能器元件拾取。接收信号振幅的任何变化,或回波返回到换能器所需的时间,都表明存在缺陷。脉冲回波检测用于发现分层、裂纹、气孔、水和粘结部件的脱粘,但对于发现夹层表皮与蜂窝芯之间的粘结脱粘或缺陷较为困难。透射超声检测:使用两个换能器,在被检查区域的两侧各有一个。超声波信号从一个换能器传送到其他传感器。然后用仪器测量信号强度的损失。该仪器以原始信号强度的百分比或分贝表示损失。将信号损耗与参考标准进行比较。损失大于参考标准的区域表示为缺陷区域。低频和高频粘接检测仪:这种粘接检测仪使用带有一个或两个换能器的检查探针。高频粘接检测仪用于检测分层和空洞,可检出直径小至0.5英寸的缺陷,但无法检测到表面到蜂窝芯的脱粘或孔隙;低频粘接检测仪使用两个传感器,用于检测分层、空洞和蜂窝状芯的剥离,但无法检测出零件的哪一侧损坏,不能检测出小于1.0英寸的缺陷。相控阵超声检测:相控阵检测是复合材料结构缺陷的最新超声检测手段之一。它的操作原理与脉冲
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