刘晶晶

(上海材料研究所， 上海 200437)



碳纤维增强树脂基复合材料结构的超声检测

刘晶晶

(上海材料研究所， 上海 200437)

随着复合材料结构及其制件在航空航天领域中的广泛应用，对复合材料的无损检测技术也提出了更高的要求。通过制作埋有不同大小人工缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料的胶接结构、层压结构和蜂窝夹层结构试块，并对这些试块进行超声检测试验，分析了如何设置超声检测参数才能有效检出预埋缺陷的方法。结果表明：选取合适的检测设备和检测参数，能够全部检出人工预埋缺陷，验证了超声方法对碳纤维复合材料结构检测的有效性。

复合材料；超声检测；胶接结构；蜂窝夹层结构

近年来，碳纤维复合材料被广泛应用于航空制造业的关键结构件中，先进复合材料以其优异的性能，可以有效实现飞机的轻量化和高性能化。然而，树脂基碳纤维复合材料是复杂各项异性的多相体系，质量存在离散性的特点，成型过程极其复杂，在制造工艺以及运输、操作过程中都可能产生缺陷；服役过程中静载荷、机械损伤、疲劳、蠕变、过热等因素均会引起复合材料结构损伤。这些缺陷和损伤大大降低了结构件的使用寿命，甚至还可能给飞机等各种航空结构件带来灾难性的后果。因此，缺陷无损检测(NDT)和质量无损评价(NDE)是必不可少的环节，且已经融入到复合材料从研究到制造的全过程中。在近40年的复合材料无损检测研究中，人们尝试了很多无损检测技术和方法，超声检测因具有灵敏度高、检测缺陷范围广、穿透能力强、检测效率高、操作简单等优点而成为应用最广泛的方法。……