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航空用复合材料结构件无损检测技术分析

弯曲会造成复合材料的贫胶、富胶和纤维曲屈。如1．目视检查法
果预浸料储存时间过长，则会在固化成型过程中因目视检查法是使用最广泛、最直接的无损检
树脂的流动性变差而导致贫胶、富胶、纤维脱粘测方法。它可以检查出褪色、表面划伤、裂纹、起
以至分层等缺陷。如果这些缺陷不能及时发现，对泡、表面欠压、起皱、桔皮、凹痕、富胶、贫胶
复合材料的性能会有很大影响，甚至会造成不可挽等缺陷；尤其对透光的玻璃钢产品，可用透射光
回的损失。检查出内部的某些缺陷和定位，如夹杂、气泡、疏
2．使用过程中产生的缺陷松、搭接的部位和宽度、蜂窝芯的位置和状态、镶
复合材料构件在使用过程中往往会由于应力嵌件的位置等。另外，利用反射光可以观察到表
或环境因素而产生缺陷，以至被破坏。复合材料损面不平和其他缺陷。
伤的产生、扩展与积累会加剧材料的环境与应力2．声阻法
腐蚀，加剧材料老化，造成材料的耐湿热性能严重声阻法又称机械阻抗分析法，它是通过测量
下降，强度与刚度急剧损失，大大降低材料的使用结构件被测点振动力阻抗的变化来确定是否有异
寿命，有时会造成严重后果。传统观念采取的是发常的结构存在。声阻仪是专为复合材料与蜂窝结
现问题后进行修补(维修或修理)的办法，要求在构件的整体性检测发展起来的便携式检测仪器，
发现危及安全的缺陷后立即进行修复。而新的观可检测出板一板胶接结构(或复合材料)件或蜂
念是预测并管理，要求对可能发生的缺陷、故障进窝结构的单层、多层板分离区域。此方法操作简
行预报，从而能在某一合适时间段内采取措施。所单，效果很好，能满足设计和使用要求。
以复合材料在使用过程中的定期检测，就显得极为3．射线检测技术
重要，也越来越受到人们的重视。复合材料结构常对于先进复合材料而言，射线检测仍然是最
见的缺陷类型及检测特点见表1。直接、最有效的无损检测技术之一，特别适合于
二、复合材料结构件的无损检测检测先进复合材料中的孔隙和夹杂等体积型缺陷，
先进复合材料中的微观破坏和内部缺陷，用对垂直于材料表面的裂纹也具有较高的检测灵敏
常规的机械与物理方法一般不能满足检验精度要度和可靠性，对树脂聚集与纤维聚集也有一定的
求，也不能采用破坏性实验方法进行检测，必须对检测能力，也可测量小厚度复合材料铺层中的纤
其进行无损探伤检测，即在不损坏结构使用性能维弯曲等缺陷，但对复合材料中最为常见的分层缺
的前提下，采取一定的手段，检测其特征质量，陷检测比较困难，对平行于材料表面的裂纹射线
确定其是否达到需要的工程使用要求。无损检测检测技术也不敏感。
是检验产品质量、保证产品使用安全、延长产品在所有的射线检测技术中，胶片射线照相技
寿命必要的有效技术手段。可应用于航空复合材术应用最为广泛，经过多年的发展，该技术已经
料结构中缺陷无损检测的技术很多，包括目视检比较成熟，许多国家都建立了针对复合材料的胶
查法、声阻法、射线检测技术、超声检测技术、声一片射线照相技术规范或标准。近几年来，随着计
超声技术、涡流检测技术、微波检测技术等。算机技术的迅速发展，射线实时成像检测技术

表1复合材料结构的缺陷类型及检测特点

缺陷类型对结构的影响检测特点
气孔、夹层、分层、纤维断裂或弯曲、通常表现为损害复合材料构件需检测复合材料构件特有的缺陷，
贫脂、富脂、疏松、裂纹、固化状态的机械性能和物理性能不能简单地引用金属材料的无损
不佳检测方法
脱粘、横向断裂、龟裂、缺胶、胶层通常表现为损害复合材料结构可以借鉴金属材料，尤其是金属胶
厚度不均匀、结构件内部损伤件的整体完整性接结构件的无损检测方法

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2007年8月国防技术基础第8期

(RTR技术)日趋完善，并开始应用于结构的无技术。与通常的无损检测技术不同，AU技术主要
损检测。RTR技术利用图像增强器将穿透材料用于检测和研究材料中分布的细微缺陷群及其对
后的射线信息转换为可视图像(即光电转换)。然结构力学性能(强度或刚度等)的整体影响，属于
后输入计算机经过计算机处理将可视图像转换为材料的完整性评估技术。采用声一超声振幅C扫
数字图像，在显示器屏幕上显示出材料内部缺陷描技术也能够对复合材料与金属材料间的粘接界
的性质、大小和位置等信息。与胶片照相技术相面进行有效检测，而且克服了超声反射技术信号
比，RTR技术不需要胶片的暗室处理，缩短了清晰度不高、超声透射技术传感器可达(及)性差
曝光时间，成像质量与胶片照相技术相当，但在的缺点。
检测过程的实时性、检测效率、经济性以及远程复合材料的声发射技术研究20世纪70年代
传送和方便实用等方面具有无比的优越性。实时始于美国，80年代在法、日、英等国得到发展和
成像技术可应用于先进复合材料产品的在线检测，广泛应用。先进复合材料中的声发射源主要有纤
可以对装配