复合材料无损检测技术的现状与展望.docx

复合材料无损检测技术的现状与展望复合材料无损检测技术的现状与展望第十三届国际复合材料学术会议专辑复合材料无损检测技术的现状与展望!#$#%’()*(+%*%!+$-#.$+/0+%#$).(1#2#$(%3*%41*5)*(+%2#.6%+5+37/+8+9-+$(#$中国航空工业制造工程研究所［摘要］回顾了复合材料无损检测技术的发展从材料、结构和服役!个方面介绍了复合材料无损检研究员刘松平郭恩明才真正走向复合材料无损检测研究出了@年代后许多适应复合材料特点的无损检测新技术、新方法从测技术的现状及今后的发展趋势.关键词：复合材料无损检测超声［:;’2:82］#$%$$’()*$+(-+(+%$./012$$.2+34+%$4’042(+（5678）$1#+(’(39-(/1(*)(.2$.2./$2$:$%2+#2.)4)$/;#$)/$.$+.2042(+4+%#$%$$’()*$+/$+%.(-#2.$1#+(’(394/$2+/(%01$%2+4.)$1.(-1(*)(.2$*4$/24’./010/$4+%.$/21$;=#7+$：8+9-+$(#$0?2@4A5*$+%(.B概述复合材料之所以能够成为=世纪迅速地在工业部门推广应用的新材料、新结构无损检测技术发挥了十分重要的推动作用反过来复合材料也为无损检测技术的迅速发展带来了更多的研究空间.一些过去在金属材料无损检测中因技术障碍而面临困境的检测技术在复合材料对无损检测技术的需求牵引下得到了新的飞速发展.如针对初期基于金属材料及其结构在负载作用下产生应力波的物理现象的声发射检测技术、基于物理波相干原理的激光全息干涉检测技术、激光超声检测技术等几乎都是?年代问世@年代在应用中由于物理信号特征解释困难、环境条件要求苛刻或技术上有待进一步突破等原因难以在工程上找到用武之地自A年代后则得到了迅速的应用发展.由于复合材料的先进性与其质量的离散性和高成本并存在实际应用中即使是经过研究和试验制订的合理工艺在结构件的制造过程中还可能会产生缺陷引起质量问题严重时还会导致整个结构件的报废造成重大经济损失.因此国外自?年代以来就针对复合材料的研究、应用开展了全方位的无损检测技术研究.早期主要是沿用金属材料所采取的一些检测方法进行复合材料的无损检测技术探索随着研究工作的深入人们对复合材料的内部规律和缺陷特征有了更深的认识发现完全采用常规金属材料无损检测的方法不能解决复合材料的无损检测问题.因此进入FE而为解决复合材料的无损检测、促进复合材料的推广应用发挥了重要作用.目前复合材料无损检测已经应用于材料、结构件和服役无损检测!个方面.技术上已从初期的检测方法探索发展到目前的检测方法研究、信号处理技术、传感器技术、缺陷识别技术、成像显示技术、仪器设备技术、结构件检测技术、定量检测与评估、服役结构寿命评估、强度评估和性能测试等.无损检测技术已经成为复合材料研究和应用中的一项关键技术融入复合材料从研究到最终装机应用的全过程如图B所示.图B复合材料与无损检测C23;BD(*)(.2$.4+%5678C复合材料无损检测技术的应用范围复合材料无损检测主要应用于以下!个方面：（B）材料无损检测；（=）结构无损检测；（!）服役无损检测如图=所示.图=复合材料无损检测的应用C23;=E))’2142(+.(-5678-(/1(*)(.2$.CDB材料无损检测CEEB年第F期复合材料无损检测技术的现状与展望第十三届国际复合材料学术会议专辑材料无损检测主要解决材料研究中面临的问题进行诸如材料内部缺陷表征、性能测试、缺陷基本判据的建立、无损检测物理数学模型的建立等研究.其检测对象主要是试样、试片采用精细无损检测技术面对材料研究过程重视无损检测物理数学模型的建立重点开展新的检测方法研究.图!是采用高分辨率超声成像检测技术得到的复合材料内部!个不同深度位置的超声层析扫描检测结果被检测试样为正交铺层的碳纤维层压结构厚度为#$%%.从图中可以看出碳纤维束的取向即使是一些位于纤维束之间的细小乎不如右侧有规律.这些信息的获得对材料和工艺研究非常有益为得到这种微细缺陷信息必须采用高精度的超声扫描检测技术.!!结构无损检测结构无损检测主要解决结构在工艺制订、结构件制造过程中面临的问题如对各种结构件进行无损检测所需的仪器设备等检测手段的建立、信号处理技术、缺陷判别、标准建立与完善等.检测的对象是各种装机应用的工程结构件需要工程化检测技术面对结构件制造过程重视无损检测手段的建立重点开展高效缺陷也能较好地检测出来如图!（）中箭头所指的白色区域即为纤维束间的细小缺陷.从图（!’）中还能清晰地看出试样近表面层靠近左