纖維增強(qiáng)復(fù)合材料無損檢測(cè)方法

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2020-11-02 18:38:55【大中小】

隨著復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大應(yīng)用，復(fù)合材料的無損檢測(cè)與評(píng)估(Nondestructive Testing and Evaluation)技術(shù)已成為業(yè)內(nèi)高度關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)方向和應(yīng)用方向，特別是碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼等非常重要的關(guān)重結(jié)構(gòu)部位的應(yīng)用，人們對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)不斷提出了更高要求。由此，不斷吸引和激發(fā)業(yè)內(nèi)專家和技術(shù)人員不懈地努力研究和開發(fā)新的復(fù)合材料 NDT & E 技術(shù)。目前主要的無損檢測(cè)方法包括超聲檢測(cè)法、射線檢測(cè)法、激光散斑干涉法和紅外熱成像檢測(cè)法、工業(yè)CT等，接下來的系列文章將繼續(xù)簡(jiǎn)單介紹各種方法的檢測(cè)原理、針對(duì)不同缺陷形式，對(duì)比不同檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果。

1、紅外熱成像檢測(cè)

紅外熱成像檢測(cè)是對(duì)被檢件表面進(jìn)行熱加載,粘接界面上有脫粘缺陷時(shí),脫粘缺陷區(qū)域與粘接完好區(qū)域之間產(chǎn)生溫差，紅外熱成像檢測(cè)即利用熱傳導(dǎo)不均勻引起的表面溫場(chǎng)分布差異來進(jìn)行檢測(cè)。紅外熱成像檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是：檢測(cè)面積大、非接觸、檢測(cè)效率高、檢測(cè)結(jié)果直觀。主要局限是：檢測(cè)靈敏度隨缺陷埋深的增加而降低，待測(cè)件表面不能對(duì)熱波產(chǎn)生強(qiáng)鏡面反射。紅外熱成像主要適用于焊縫缺陷和夾層結(jié)構(gòu)粘接界面脫粘缺陷。我國多家單位對(duì)紅外熱成像檢測(cè)有過研究，如北京航空材料研究院和航天材料及工藝研究院利用紅外熱像技術(shù)對(duì)涂層材料和多層結(jié)構(gòu)材料分層缺陷進(jìn)行了檢測(cè)。航天材料及工藝研究所利用紅外熱成像對(duì)碳蒙皮蜂窩夾層、玻璃鋼泡沫夾層等粘接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè),并開展了工程化應(yīng)用。隨著新材料、新工藝的發(fā)展，膠粘結(jié)構(gòu)產(chǎn)品越來越廣泛地被應(yīng)用，紅外熱成像檢測(cè)的應(yīng)用也越來越廣泛。

2、工業(yè)CT檢測(cè)法

工業(yè)CT（computed tomography）即工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層成像，是依據(jù)投影數(shù)據(jù)重建被測(cè)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像的無損檢測(cè)技術(shù)。工業(yè)CT是以射線檢測(cè)為基礎(chǔ),其基本原理是能量為I0 的射線束穿過被測(cè)件時(shí),透射方向的各體積元的衰減系數(shù)μi不同,從而探測(cè)器接收的透射能量I也不同。按照?qǐng)D像重建算法,就可以得到被測(cè)件截面一層無影像重疊的斷層掃描圖像如圖1所示。將獲得的無數(shù)個(gè)二維斷層圖像重建出三維圖像。評(píng)價(jià)工業(yè)CT的主要性能參數(shù)包括：檢測(cè)試件的范圍，射線源能量、掃描模式和檢測(cè)時(shí)間分辨能力。工業(yè)CT優(yōu)勢(shì)突出，非接觸、非破壞性、沒有重疊的數(shù)字化圖像，能夠精確地給出被測(cè)件內(nèi)部細(xì)節(jié)的三維位置數(shù)據(jù)。同時(shí)，工業(yè) CT 成像直觀、分辨率高、可靠性高，可對(duì)缺陷定性、定位、定量，檢測(cè)靈敏度高。局限性是檢測(cè)設(shè)備昂貴、檢測(cè)成本高、檢測(cè)效率低、被測(cè)件規(guī)格有限制，不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。工業(yè)CT技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用于層壓板，蜂窩結(jié)構(gòu)及纖維纏繞體等復(fù)合材料的無損檢測(cè)。

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