飛機復(fù)合材料常規(guī)超聲檢測

應(yīng)用

要保證航天飛機的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在整個在役過程中的完整性，材料的完好粘接狀態(tài)至關(guān)重要。為此，我們開發(fā)了用于在維護過程中評估材料粘接質(zhì)量的無損檢測（NDT）方法。這則應(yīng)用注釋回顧了最近為提高檢測的可靠性而開發(fā)的多種方法。

常規(guī)超聲檢測

超聲技術(shù)是在檢測復(fù)合材料結(jié)構(gòu)時使用的最為廣泛的一種技術(shù)。如今已經(jīng)開發(fā)了各種各樣的用于復(fù)合材料檢測的超聲儀器。一般來說，超聲波可以在復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)中很好地傳播，而且可以相當容易地探測到異常現(xiàn)象。不過，在檢測夾芯結(jié)構(gòu)時，超聲波會因為內(nèi)芯結(jié)構(gòu)的不均勻性和低密度性，而得到極大的衰減。因此，利用超聲技術(shù)對夾芯結(jié)構(gòu)進行的檢測，要求儀器具有更多專用的功能。 

在制造環(huán)境中，大型夾芯平板工件可以通過穿透方式得到檢測。在這種穿透檢測過程中，相對較高波幅的超聲波被發(fā)送到工件，并穿過工件，然后位于工件另一側(cè)的接收探頭再對信號的衰減程度進行測量。所得到的結(jié)果一般表現(xiàn)為C掃描圖像。這種技術(shù)已經(jīng)得到廣泛地應(yīng)用，而且非?？煽?。但是，這種技術(shù)不能用于維護環(huán)境中，因為我們不可能從飛機結(jié)構(gòu)的兩側(cè)接觸到需要檢測的部位。 

不過，我們可以通過超聲技術(shù)，探測到飛機內(nèi)側(cè)和外側(cè)蒙皮的脫粘缺陷，流體侵入情況，以及夾芯碾碎的情況。在這類檢測中，必須要使用低頻探頭和底面信號的跟蹤功能，而且要以一種非常聰明的方式使用這些設(shè)備和功能。外側(cè)蒙皮的分層缺陷，以及外側(cè)蒙皮與夾芯之間脫粘的缺陷，表現(xiàn)為底面回波信號得到完全衰減的特性。 

最近開發(fā)的一項技術(shù)可以探測出內(nèi)側(cè)蒙皮和夾芯之間的脫粘缺陷。這個技術(shù)要使用一種寬帶寬的1 MHz探頭。當這個探頭被一個強大的方波脈沖激勵時，會在探頭下方的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生諧振。儀器的接收器濾波器被調(diào)節(jié)到被檢結(jié)構(gòu)的厚度，并在相應(yīng)的半波長條件下發(fā)揮作用。脫粘情況會降低結(jié)構(gòu)的硬度，會使諧振轉(zhuǎn)換到更長的波長，因此會使諧振的頻率降低。內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的一個25毫米 × 25毫米的脫粘缺陷會因此使底面回波信號的衰減從6 db增加到12 db。 

多模式聲學(xué)粘接檢測
奧林巴斯的Bondmaster 600是一款使用一發(fā)一收模式、機械阻抗分析（MIA）和諧振檢測方式對復(fù)合材料進行檢測的多模式超聲粘接檢測儀器。很久以前這款儀器就用于對大多數(shù)現(xiàn)有的飛機進行檢測，只是最近又開發(fā)出了借助這款儀器完成的新的檢測方式。 

（文章摘自奧林巴斯）