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飞机复合材料常规超声检测
点击次数:889 发布时间:2018-07-09
 

应用

要保证航天飞机的复合材料结构在整个在役过程中的完整性,材料的完好粘接状态至关重要。为此,我们开发了用于在维护过程中评估材料粘接质量的无损检测(NDT)方法。这则应用注释回顾了近为提高检测的可靠性而开发的多种方法。

常规超声检测

超声技术是在检测复合材料结构时使用的为广泛的一种技术。如今已经开发了各种各样的用于复合材料检测的超声仪器。一般来说,超声波可以在复合材料层压结构中很好地传播,而且可以相当容易地探测到异常现象。不过,在检测夹芯结构时,超声波会因为内芯结构的不均匀性和低密度性,而得到极大的衰减。因此,利用超声技术对夹芯结构进行的检测,要求仪器具有更多专用的功能。 

在制造环境中,大型夹芯平板工件可以通过穿透方式得到检测。在这种穿透检测过程中,相对较高波幅的超声波被发送到工件,并穿过工件,然后位于工件另一侧的接收探头再对信号的衰减程度进行测量。所得到的结果一般表现为C扫描图像。这种技术已经得到广泛地应用,而且非常可靠。但是,这种技术不能用于维护环境中,因为我们不可能从飞机结构的两侧接触到需要检测的部位。 

不过,我们可以通过超声技术,探测到飞机内侧和外侧蒙皮的脱粘缺陷,流体侵入情况,以及夹芯碾碎的情况。在这类检测中,必须要使用低频探头和底面信号的跟踪功能,而且要以一种非常聪明的方式使用这些设备和功能。外侧蒙皮的分层缺陷,以及外侧蒙皮与夹芯之间脱粘的缺陷,表现为底面回波信号得到完全衰减的特性。 

近开发的一项技术可以探测出内侧蒙皮和夹芯之间的脱粘缺陷。这个技术要使用一种宽带宽的1 MHz探头。当这个探头被一个强大的方波脉冲激励时,会在探头下方的结构中产生谐振。仪器的接收器滤波器被调节到被检结构的厚度,并在相应的半波长条件下发挥作用。脱粘情况会降低结构的硬度,会使谐振转换到更长的波长,因此会使谐振的频率降低。内部结构中的一个25毫米 × 25毫米的脱粘缺陷会因此使底面回波信号的衰减从6 db增加到12 db。 

 

多模式声学粘接检测
奥林巴斯的Bondmaster 600是一款使用一发一收模式、机械阻抗分析(MIA)和谐振检测方式对复合材料进行检测的多模式超声粘接检测仪器。很久以前这款仪器就用于对大多数现有的飞机进行检测,只是近又开发出了借助这款仪器完成的新的检测方式。 

(文章摘自奥林巴斯)

 
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