航空铝合金薄板搅拌摩擦焊内部缺陷的超声相控阵检测

针对3 mm厚度下航空铝合金薄板搅拌摩擦焊焊缝的检测需求,基于典型缺陷特征以及缺陷对焊接接头性能的影响规律分析,明确了搅拌摩擦焊无损检测应重点关注的缺陷类型;设计了不同深度和尺寸的隧道以及未焊透缺陷模拟样件,利用模拟缺陷样件验证了超声相控阵检测技术对铝合金搅拌摩擦焊中1 mm埋深0.2 mm孔径的隧道缺陷以及1.6 mm埋深2 mm长、0.2 mm深未焊透缺陷的检测能力,对3 mm厚度下搅拌摩擦焊实际样件的检测结果与X射线检测结果及断口观察结果吻合,超声相控阵检测技术可以用于3 mm以下航空铝合金薄板搅拌摩擦焊焊缝的检测。

航空发动机陶瓷基复合材料无损表征技术研究进展

随着陶瓷基复合材料在先进航空发动机热端部件中的推广应用,对其在工艺研发、制备加工、试验考核以及使用服役等阶段形成的缺陷/损伤进行高效准确的无损表征尤为重要。由于陶瓷基复合材料复杂的制备成型工艺及多相复合引起的高度非均质和各向异性,导致传统基于整体均质化假设的无损检测技术面临诸多挑战。本文结合陶瓷基复合材料在航空发动机领域的应用情况,分析了其在制备、加工及服役等阶段的典型缺陷/损伤类型及特征,重点回顾了近年来陶瓷基复合材料无损表征技术的研究进展及应用情况,总结了现有无损表征技术面临的主要挑战,并对未来的发展趋势进行了展望。

复合材料夹芯结构的数字化敲击检测技术研究

从复合材料夹芯结构的无损检测需求出发,简述了基于敲击力时间判据的数字化敲击检测技术原理,介绍了便携式数字化敲击检测成像系统的设计过程,针对不同结构类型和不同损伤尺寸的夹芯结构试件开展了敲击检测试验验证,并对检测结果进行了讨论和分析。试验证明数字化敲击检测技术能够有效检测蜂窝夹芯结构和泡沫夹芯结构中的分层和脱粘缺陷。

超声波激发参数对检测结果的影响

超声波检测是应用最广泛的无损检测技术之一,在超声波检测过程中,激发参数对检测效果有着直接的影响。本文研究了超声波检测的激励方式、激励脉冲宽度、激励电压、激励脉冲的重复频率、阻尼电阻等激发参数对检测结果的影响规律,给出了在实际无损检测工作中对上述各个激发参数的设置原则,旨在为从事超声波检测的人员提供参考。

民用飞机结构无损检测数据管理系统的设计与开发

民用飞机结构无损检测数据直接影响着结构损伤评估和修理决策的效率及准确性,构建一个统一的数据管理平台对实现结构无损检测数据的检索、共享、传播、存储和再利用具有重要的作用和意义。提出了民用飞机结构无损检测数据管理的技术需求和功能要求,制定了民用飞机结构损伤数据源模型和损伤编号规则,设计并开发了民用飞机结构无损检测数据管理系统,实现了对民用飞机结构强度试验的结构损伤数据和无损检测数据的电子化、网络化管理。

航空复合材料结构无损检测对比试块的研制

分析了航空复合材料结构常见的分层、脱黏、冲击、积水、开裂等5类损伤的特性,研究了各类损伤的人工模拟方法,详细阐述了航空复合材料结构无损检测对比试块的设计要求、制作工艺流程、测试评价项目、测试方法、合格标准以及标识的编号规则,为飞机复合材料结构无损检测对比试块的研制提供指导。

复合材料板-板胶接结构超声反射法检测与评判

复合材料板-板胶接结构是目前航空器上一种常见的结构形式,对粘接界面质量的检测评价是重点。受粘接界面两侧材料特性和二次胶接工艺特性的影响,超声波在粘接界面两侧的传输过程非常复杂,给粘接缺陷或损伤的信号识别和评判带来困难。针对此问题,分析了超声波在粘接界面处的传播规律,研究了探头频率、带宽、胶膜厚度等参数对检测结果的影响,建立了复合材料板-板胶接结构超声反射法的缺陷评判方法。通过研究获得,对复合材料板-板胶接结构检测应采用高频宽频带探头,优选复合材料检测面,检测时需综合界面回波信号的幅值和相位信息对脱粘缺陷和损伤进行判别和定位。

飞机结构强度试验中碳纤维增强树脂基复合材料无损检测技术

新型飞机大量使用碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为结构用材,为确定CFRP结构强度试验后的最终损伤状态,必须制定相应的无损检测方案与损伤评定方法。针对强度试验后CFRP工件表面粘接物对检测效率的影响、变厚度弧形CFRP结构原位检测损伤识别以及CFRP结构冲击损伤定量基准波选取等关键技术,结合强度试验中无损检测的特点,采用现场检测典型信号分析的方法,提出了CFRP结构强度试验中的无损检测方案和损伤评定方法,最后通过实验验证了检测方案和评定方法的有效性。

碳纤维加筋板的超声相控阵C扫描检测可靠性研究

碳纤维加筋板结构在现代航空器中被大量应用,超声波相控阵C扫描技术是这类结构在役环境下的有效检测手段之一,被广泛应用。对于同一个损伤,在实际检测中会出现从不同的方向检测结果不一致的现象;这种现象在传统单点超声波C扫描检测中是不会发生的。本文从试验件表面曲率、缺陷特性等方面对这种不一致性进行了分析和探讨,并给出了避免这一类不确定性发生的建议。

飞机复合材料层板结构原位超声检测技术

超声接触式脉冲反射法是碳纤维增强树脂基复合材料层板结构原位检测的主要方法。从超声检测系统的选择、对比试块设计要求和损伤检测与评定等方面,结合飞机复合材料层压板结构形式、损伤特性及外场检测环境,开展原位超声反射法检测技术研究,建立了典型损伤的超声信号特征图谱,为强度试验和外场飞机复合材料层板结构的超声检测提供技术支持。

蜂窝夹芯结构的无损检测技术

NOMEX蜂窝复合材料中常见的缺陷有面板与芯材脱粘、面板分层、蜂窝芯内夹杂、蜂窝芯材褶皱、蜂窝芯节点开裂等。而对于这些缺陷,很难采用一种检测方法进行全面、有效的检测。因此,本文将针对NOMEX复合材料蜂窝结构中不同缺陷类型,开展各种无损检测方法比对分析的综合研究。

机器视觉在飞机结构损伤检测中的应用进展与展望

在无损检测领域,机器视觉凭借实时在线、非接触、检测精度高以及便于实现自动化等优点,正逐渐替代传统的目视检测,可用于裂纹、表面划伤、凹坑、断钉等结构表面损伤的检测和定量表征中。在梳理机器视觉技术发展脉络的基础上,重点介绍了近年来机器视觉在飞机结构损伤检测中的研究成果和应用进展,结合飞机结构损伤原位检测的工程需求,对机器视觉技术的发展趋势进行了探讨和展望。

整体复合材料油箱壁板原位无损检测技术

针对复合材料机翼油箱原位检测效率、油箱残留油液影响超声检测结果评判等问题,结合某机型复合材料机翼油箱壁板的结构形式、损伤特征及实际外场检测环境等特点,开展了机翼油箱整体壁板超声相控阵快速化原位检测和油液对超声检测信号的影响研究。最终建立了飞机复合材料机翼油箱整体壁板的超声相控阵快速化检测方案和含油液条件下超声检测脱黏损伤的评定方法。

一种复合材料结构损伤定位及定量测量方法研究

损伤区域与无损伤区域的准确识别是实现复合材料损伤识别的关键。对构成复合材料红外热成像系统检测图像的相关数据进行图像形态学预处理,提取到损伤区域的主体轮廓形态,分析损伤区域剖面曲线,最终准确获得了损伤区域的大小及其位于试验件上的位置。结果表明:该方法对损伤区域的定量识别精度高,对损伤区域的定位准确度高,验证了该方法的可行性。

基于振动特性的含冲击损伤复合材料检测的有限元模拟

含冲击损伤复合材料的检测对于复合材料的损伤评估和材料的发展有着重要的意义,其检测方法要求具有简洁快速等特点。通过有限元模拟引入冲击损伤,以基于振动模态固有频率和改进的模态曲率损伤因子作为损伤指标,比较了没有损伤和损伤产生后复合材料的振动特征变化情况,并分析了含冲击损伤复合材料的损伤位置、损伤程度、铺层情况等参数对于振动特征参数的影响。结果表明:基于振动模态固有频率和改进的模态曲率损伤因子作为损伤指标对含损伤复合材料进行检测和评估的方法,对于实际检测有一定的指导意义,可应用于该类含损伤复合材料的无损检测。

复合材料无损检测对比试块的制作工艺及测试评价

复合材料以其优异的性能在航空工业领域得到广泛的应用,无损检测技术作为复合材料结构质量控制的有效手段,越来越发挥出重要的作用。复合材料对比试块在无损检测实施过程中,对缺陷尺寸的评定起到重要作用,关系到制件质量是否合格,意义十分重大。文章从损伤模拟等效方法设计、制作工艺过程及测试评价方法等方面对对比试块研制的全过程进行介绍,为飞机典型结构外场无损检测对比试块的制作提供指导。

基于多频率超声综合比对法的三维编织复合材料检测

介绍了三维编织复合材料的工艺成型特点以及容易产生的缺陷类型。采用多种频率的超声波对三维编织材料内部的缺陷进行检测,并对检测结果进行综合比对分析。试验结果表明,多频率超声综合比对法虽然无法对材料内部的孔隙分布进行定量检测,但可以对不同区域孔隙分布情况进行判断。

复合材料薄壁方管准静态轴向压缩失效机理及吸能特性

以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效主要表现为纤维与基体断裂、分层以及轴向与纵向裂纹扩展,并耗散大量能量;在弹性区,能量耗散大部分由于层间分层,少部分来自于纤维与基体弹性变形。基于Puck2000基体失效准则与Yamada Sun纤维失效准则,研究建立单层壳、多层壳、层合壳3种有限元模型,对方管轴向压缩失效模式和吸能特性进行模拟。仿真结果表明,3种有限元模型能够在一定程度上复现[±45]3s方管轴向压缩失效模式及吸能特性,但层合壳模型能够更好地模拟[±45]3s方管局部屈曲的失效模式,且比吸能误差最小,仿真结果与试验结果最接近。

波音飞机无损检测手册编制方法

作为航空器维修的一种重要方法,无损检测技术直接影响着航空器的安全性能和使用寿命。无损检测手册是民航进行无损检测的指导性文件,对正确实施无损检测技术具有至关重要的作用。基于波音737NG飞机,梳理了波音飞机无损检测手册制定的流程及编写规则,旨在为航空器无损检测手册的编制提供参考。

调制法热波检测技术在复合材料构件无损检测中的应用

调制法热波检测技术采用某一频率的周期性调制信号对被测对象施加照射,红外热像仪检测物体表面返回的热波并获取红外热像图,通过热像图中物体表面热波相位和振幅的改变来判断被测对象的内部情况。