浅谈复合材料无损检测技术的现状与发展

更新时间:2018-12-20 10:52 | 来源:新闻中心 | 作者: | 点击数:

复合材料之所以能够成为新材料、的新结构,在20世纪工业界迅速应用,无损检测技术起到了重要的推动作用。反过来,复合材料带来了更快速的无损检测技术的发展。更多的研究空间。由于技术障碍而在金属材料无损检测中遇到困难的一些检测技术在无损检测技术的复合材料的需求下得到了新的快速发展。例如,声发射检测技术为金属材料产生的应力波的初始物理现象及其在负载下的结构、激光全息干涉检测技术基于物理波相干原理、激光超声检测技术等,几乎全部问世在20世纪70年代,由于难以解释物理信号的特征,、环境条件要求或技术上需要进一步打破等,很难在工,它已被迅速应用。

由于复合材料的先进性和离散性以及高质量的成本,在实际应用中,即使是研究和实验开发的合理工艺也可能导致结构件制造过程中的缺陷,造成质量问题,严重的还会导致废弃整个结构件,造成重大经济损失。因此,自20世纪70年代以来,国外对复合材料研究的无损检测技术进行了全面研究。早期,采用金属材料采用的一些检测方法,探索复合材料的无损检测技术。随着研究工作的深入,人们对复合材料的内在规律和缺陷特征有了更深入的了解,并发现常规金属被完全使用。材料的无损检测方法不能解决复合材料的无损检测问题。因此,进入20世纪80年代后,它真正走向复合材料的无损检测,并开发了许多适应复合材料特性的新型无损检测技术、,它们在解决方面发挥了重要作用。复合材料的无损检测。、促进了复合材料的推广应用。影响。

目前,复合材料的无损检测已应用于材料、结构件和服务无损检测。从技术上讲,它已经从最初的检测方法发展到目前的检测方法研究、信号处理技术、传感器技术、缺陷识别技术、成像显示技术、仪器设备技术、结构部件检测技术、定量检测和评估服务结构寿命、评估、强度评估和性能测试。无损检测技术已成为复合材料研究和应用的关键技术,整合了从复合材料研究到最终装配应用的整个过程。复合材料的无损检测主要应用于以下三个方面:(1)材料的无损检测; (2)结构的无损检测; (3)服务的无损检测。

2.1材料的无损检测

材料的无损检测主要解决材料研究面临的问题,如材料内部缺陷表征、性能测试、缺陷基本准则建立、无损检测物理数学模型的建立等研究。测试对象主要是样品、测试件,采用精细无损检测技术,面向材料研究过程,重视建立无损检测物理数学模型,重点研究新的研究方法。通过高分辨率超声成像检测技术获得的复合材料中三种不同深度位置的超声断层扫描结果,所测试的样品是厚度为1.5mm的正交层状碳纤维层压结构。从图中可以看出,即使通过位于纤维束之间的一些小缺陷,也可以更好地检测碳纤维束的取向,并且箭头所示的白色区域是纤维束之间的小缺陷。还可以清楚地看到,左纤维束附近的近表面层的方向看起来不像右侧那样规则。获取此信息对材料和工艺研究非常有益。为了获得这种微缺陷信息,必须使用高精度超声扫描检测技术。

2.2结构无损检测

结构无损检测主要解决了制造、结构件过程中结构所面临的问题,如建立各种结构件无损检测的仪器和设备。、信号处理技术、缺陷识别、标准建立和改进等待。检验对象是各种安装应用的工程结构部件,需要工程检测技术,面向结构件的施工过程,重视无损检测方法的建立,注重高效可靠的研究。检测技术。图4是用于复合结构的典型超声波测试设备,其可用于各种复合结构的自动扫描检查。

浅谈复合材料无损检测技术的现状与发展

2.3服务无损检测

服务的无损检测主要研究在服务过程中安装结构部件所需的无损检测方法。、表示等,包括评估结构构件剩余寿命的综合信息、残余强度、损坏扩展。检测对象是安装后的各种服务结构件,采用易于实现的、快速可行的外场检测技术,面向产品结构安全服务的全过程,注重安全检查的质量保证。外场检测技术和结构件,侧重于现场检测技术研究。例如,中国航空工业制造工程研究院开发的FCC外场复合材料探测器是用于外场复合材料中结构部件无损检测的主要仪器,具有较高的检测分辨率。3复合材料无损检测技术现状

经过不断的研究和开发和改进,超声波和X射线成像测试已成为复合材料最重要,最成熟的两种无损检测技术。特别是超声波检测技术,由于检测到的物理量的物理量和复合材料的内部缺陷具有最佳的物理 - 机械关系,因此,复合材料组件通常需要超声波方法进行100%无损检测。大量的研究和应用也表明,超声波是国内外复合材料最实用,最有效的无损检测方法。、是使用最广泛的无损检测技术。它可以可靠地检测到大多数危害,例如复合材料中的分层、孔隙度、孔隙。缺陷。基于超声反射回波的原理,目前可以检测到复合材料的微缺陷信息,并且在不同深度的不同深度的不同横截面、的C扫描、T扫描和B扫描检测结果复合结构可以通过超声波断层扫描获得。对于一些特殊的复合结构,或特殊缺陷(例如夹层结构中的核心缺陷)和重要部件(例如接头和更多应力部件),X射线摄影用于辅助检测。使用X射线衰减原理,可以检测到导致材料厚度或密度变化1%到2%的缺陷,但对于碳纤维/树脂基复合材料,由于它们的低密度,、缺陷主要位于这些层,以及缺陷都会引起。厚度变化非常小,因此,X射线照相术通常不用于这种复合材料的无损检测,并且主要用于夹层结构的无损检测。






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