复合材料制件内部质量检测的优化方案

2023-07-18 理论教育版权反馈

【摘要】：超声波检验是将高频率的声波传入受检零件，并整理返回信号以确定是否存在气孔、空整、分层等内部缺陷。检验复合材料零件所使用的超声波检验方式基本有3 种。始波被发射进入受检零件，又从内部的发射表面反射回来。如果受检零件的内部没有分层存在，则信号将会保持原定的高度。目前，国内主要是使用回波脉冲法和穿透发射法进行复合材料的检查。

1.超声波检验

超声波检验是检测复合材料层压件和蜂窝夹层件内部缺陷最广泛使用的方法。超声波检验是将高频率的声波传入受检零件，并整理返回信号以确定是否存在气孔、空整、分层等内部缺陷。检验复合材料零件所使用的超声波检验方式基本有3 种。

（1）回波脉冲

这种方式中，超声波能量是使用同一个发生器发射并接收的。声能在超声波仪器上将时间和距离与波幅（反射的能量）联系在一起显示。始波被发射进入受检零件，又从内部的发射表面反射回来。如果没有遇到有效的反射层，始波即穿透受检零件的背面、而反射回到发射器上，同时吸收到的信号会显示在超声波的显示器上。这样，当进行适当的调整时，显示器即可显示前表面的信号、背面信号，以及来自前、后表面之间的任何状态的信号。

（2）穿透法

穿透法是超声能量由一个发生探头发射，而由另一个探头接收的，这个探头一般放在受检件的背面。

超声波的显示器显示一个来自接收器的信号，看不到来自零件内部的反射，显示器仅仅显示通过零件的波信号。如果受检零件的内部没有分层存在，则信号将会保持原定的高度。如果声波有一些不规则的中断，那么所吸收到的信号就会减弱，蜂窝结构只能用穿透法进行检验（某些回波脉冲也能对蜂窝结构进行检验，但一般仅限于层板蒙皮）。

（3）发射的穿透发射法

此法与穿透发射法是一样的，但只是在受检件的背面使用一个反射体而不是用接收器。目前，国内主要是使用回波脉冲法和穿透发射法进行复合材料的检查。使用的仪器有USL 48型超声波探伤仪、SUD 15SX超声波探伤仪及M—500型C扫描系统。

2.射线检测

（1）射线检测基本原理

当射线入射到物体上时，射线的光量子将与物质原子发生一系列相互作用，由于这些相互作用使射线被吸收、散射，导致投射射线强度减弱，低于入射射线强度，即射线在穿过物体时强度发生衰减，射线衰减的程度除了与射线的能量相关外，还与被透照物体的性质、厚度、密度等相关。如果物体局部区域存在缺陷，它将改变物体对射线的衰减，引起投射射线强度的变化。采用一定的检测器检测投射射线强度，就可以判断物体中是否存在缺陷。

（2）射线检测设备和主要材料

其包括X 射线机，X 光胶片，显影粉、定影粉。

（3）检测对象及缺陷

①夹芯件：检查蜂窝芯格的压塌、断裂破损及节点开胶等；

②层压件：检查纤维扭结褶皱、夹杂物、裂纹等。

复合材料制件内部质量检测的优化方案

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