GFRP材料损失缺陷的微波反射定量检测

玻璃纤维增强复合材料(GFRP)由于其重量轻、比强度高、耐腐蚀、电绝缘性能好等特性被广泛用于航天航空、管道运输等领域。由于其服役环境恶劣,容易遭受冲击形成局部材料损失缺陷,影响其结构完整性。对GFRP局部材料损失缺陷进行有效的无损检测十分重要。相比于其他GFRP无损检测方式,微波无损检测具有灵敏度高、非接触、无需耦合剂、快速等优势。围绕GFRP局部材料损失缺陷,集中探究基于微波反射测定法对该类型缺陷的无损定量检测可行性。实验结果证实了微波反射测定法对GFRP局部材料损失缺陷进行可视化定量检测的可行性。

玻璃纤维增强复合材料局部减薄损伤的微波无损定量检测

由于恶劣的服役环境,玻璃纤维增强复合材料(GFRP)易遭受外力冲击进而出现材料减薄损伤,该损伤对结构完整性和安全性构成极大威胁,因此,对GFRP减薄损伤实施有效的无损定量检测具有重大意义。集中探究GFRP减薄损伤的微波无损定量检测手段。建立了微波检测GFRP减薄缺陷的二维有限元仿真模型,仿真研究了减薄缺陷与检测响应信号及其特征的关联规律。搭建了Ka频段(30~40 GHz)微波检测实验平台,通过矩形开口波导探头对GFRP减薄缺陷进行二维扫描成像,获取损伤图像。实验结果表明:微波无损定量检测GFRP减薄缺陷的可行性。

涡轮叶片热障涂层减薄缺陷的微波扫频定量检测

热障涂层(TBC)是提高涡轮叶片耐热性能的有效手段之一。由于工作环境复杂、恶劣,TBC易遭受环境沉积物的冲刷侵蚀而形成减薄缺陷,造成其厚度降低甚至剥落,导致叶片结构失效,因此对TBC减薄缺陷进行有效无损定量检测非常重要。基于微波扫频反射方法,结合同轴探头,在26.5~35 GHz的频段下,对不同厚度TBC试样进行定量检测,细致探究微波检测信号与TBC减薄缺陷尺寸间的映射关系。通过仿真和实验研究,在频域和时域中,提出了微波检测信号特征提取方法,建立了检测信号特征与TBC厚度间的关联规律。研究表明:采用所提方法对TBC减薄缺陷实施定量检测,检测分辨率可达30μm。