复合材料蜂窝夹芯构件胶接质量的超声检测1.pdf

2006年8月航空精密制造技术Aug.2006
第42卷第4期AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGYVol.42No.4

材料·热工艺

复合材料蜂窝夹芯构件胶接质量的超声检测

杨思乾1,杨扬2,曹慧丽1,马铁军1
(1.西北工业大学材料学院,西安710072;2.成都飞机制造公司,成都610092)

[摘要]用超声透射法对复合材料蜂窝夹芯构件进行了检测试验,分析了在检测过程中板波传播的基本
特点,并对检测部位进行了解剖验证。试验发现当粘合胶分布不均匀或产生脱胶现象时,会使透射的超声信
号幅值降低,据此规律可对复合材料蜂窝构件的胶接质量进行无损检测。
[关键词]复合材料;蜂窝构件;超声检测
[中图分类号]V214.6[文献标识码]B[文章编号]1003-5451(2006)04-0042-03

UltrasonicInspectionCementingQualityof
HoneycombCoreConstructionalElementofCompositeMaterial

YANGSi-qian,YANGYang,CAOHui-li,etal
(1.SchoolofMaterialScienceandEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072
2.ChengduAircraftIndustry(Group)CO.LTD,Chengdu610092)

[Abstract]Thehoneycombcoreconstructionalelementofcompositematerialisdetectedwithultrasonicinspection,thepropagation
featureofLambwaveisanalyzed,thedetectionpositionsaredissectedforvalidation.Somerulesarediscoveredwhentheglueis
maldistributionorcomesunglued,theamplitudeofultrasonicsignalwillincrease.Byutilizingtheregularityitcanconveniently
realizethenondestructiveinspectionofhoneycombcoreconstructionalelementaboutcompositematerial.
[Keywords]compositematerial;honeycombcoreconstructionalelement;ultrasonicinspection

复合材料蜂窝构件是飞机反推力门中的一个重1检测方法及检测原理
要零件,其基本形状如图1所示。构件由复合材料
蒙皮及铝制蜂窝构成。在制造过程中,先用碳布/环采用超声穿
氧树脂预浸料及玻璃布环氧树脂预浸料单独铺覆成透法对复合材料
型外蒙皮,然后在固化了的蒙皮上放置胶膜,再将铝蜂窝结构件进行
制蜂窝芯与蒙皮组装起来,并发泡胶膜固化成型。了检测试验。检
用Ly12硬铝制作的蜂窝芯为边长3mm、壁厚测方法示意图如
0.07mm的正六边形组成。图2所示,发射
从图1不难看出,用一般的超声横波、纵波探伤探头放在上蒙皮
法来检测复合材料蒙皮与蜂窝芯的胶接质量是比较上,其轴线与蜂A-A剖面(蜂窝放大)
困难的。因此,本文采用板波透射法对复合材料与窝壁之间的倾角B-B剖面(蜂窝放大)
蜂窝结构的胶接质量进行了检测试验。为7.125°,此倾图1复合材料蜂窝夹芯构件示意图

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《航空精密制造技术》2006年第42卷第4期

角即为超声波的入射角。接收探头放在发射探头的A2非对称....等来表示。当超声频率f、板厚δ、介质种
下方,发射探头发射的超声波穿过上蒙皮,以板波类一定时,板中产生的兰姆波的种类是一定的。
(兰姆波)的形式经过蜂窝壁传播至下蒙皮并被接收发射探头的超声频率f与板厚δ(蜂窝壁厚)之
探头所接收。若蜂窝芯与上、下复合材料与蒙皮之间间的乘积如表2所示。

出现脱胶等现象,则板波信号就不能有效地通过蜂根据αi=7.125°及表1中的数值,可从已有试验
窝壁传播到下蒙皮,并为接收探头接收。从而使接收结果中[1]查出,检测时蜂窝壁中应有4种波形,即

到的超声信号幅值及波形发生相应的变化,可根据A1、S1、A2、S2。图4示出了兰姆波检测原理及A、S两
这一变化规律来检查蜂窝芯与上、下蒙皮的胶接质类形式兰姆波传播示意图。
量。
X—检测并解剖的位置

图3发射及接收探头的图4板波类型及传播示意图
超声信号频谱
表1频率f、板厚δ及