纖維增強復(fù)合材料無損檢測方法
隨著復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的不斷擴大應(yīng)用，復(fù)合材料的無損檢測與評估(Nondestructive Testing and Evaluation)技術(shù)已成為業(yè)內(nèi)高度關(guān)注的技術(shù)熱點方向和應(yīng)用方向，特別是碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料在飛機機身、機翼等非常重要的關(guān)重結(jié)構(gòu)部位的應(yīng)用，人們對無損檢測技術(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方法包括超聲檢測法、射線檢測法、激光散斑干涉法和紅外熱成像檢測法、工業(yè)CT等，接下來的系列文章將繼續(xù)簡單介紹各種方法的檢測原理、針對不同缺陷形式，對比不同檢測方法的檢測結(jié)果。
1、紅外熱成像檢測
紅外熱成像檢測是對被檢件表面進行熱加載,粘接界面上有脫粘缺陷時,脫粘缺陷區(qū)域與粘接完好區(qū)域之間產(chǎn)生溫差，紅外熱成像檢測即利用熱傳導(dǎo)不均勻引起的表面溫場分布差異來進行檢測。紅外熱成像檢測的優(yōu)點是：檢測面積大、非接觸、檢測效率高、檢測結(jié)果直觀。主要局限是：檢測靈敏度隨缺陷埋深的增加而降低，待測件表面不能對熱波產(chǎn)生強鏡面反射。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。我國多家單位對紅外熱成像檢測有過研究，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)對涂層材料和多層結(jié)構(gòu)材料分層缺陷進行了檢測。航天材料及工藝研究所利用紅外熱成像對碳蒙皮蜂窩夾層、玻璃鋼泡沫夾層等粘接結(jié)構(gòu)進行了檢測,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，紅外熱成像檢測的應(yīng)用也越來越廣泛。
2、工業(yè)CT檢測法
工業(yè)CT（computed tomography）即工業(yè)計算機斷層成像，是依據(jù)投影數(shù)據(jù)重建被測件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像的無損檢測技術(shù)。工業(yè)CT是以射線檢測為基礎(chǔ),其基本原理是能量為I0 的射線束穿過被測件時,透射方向的各體積元的衰減系數(shù)μi不同,從而探測器接收的透射能量I也不同。按照圖像重建算法,就可以得到被測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)個二維斷層圖像重建出三維圖像。評價工業(yè)CT的主要性能參數(shù)包括：檢測試件的范圍，射線源能量、掃描模式和檢測時間分辨能力。工業(yè)CT優(yōu)勢突出，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件內(nèi)部細(xì)節(jié)的三維位置數(shù)據(jù)。同時，工業(yè) CT 成像直觀、分辨率高、可靠性高，可對缺陷定性、定位、定量，檢測靈敏度高。局限性是檢測設(shè)備昂貴、檢測成本高、檢測效率低、被測件規(guī)格有限制，不能進行現(xiàn)場檢測。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。
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