复合材料蜂窝夹芯缺陷超声检测模拟研究

实际检测中发现,复合材料蜂窝夹层结构中的芯格塌陷和胞壁鼓泡缺陷能够引起喷水超声穿透法C扫描检测中超声大幅度衰减。为了从理论上分析并验证蜂窝夹芯缺陷对穿透法超声传播的影响,本文采用3D有限元建模仿真方法,分别模拟了超声波在蜂窝壁完好、芯格塌陷、胞壁鼓泡这3种模型中的传播方式,研究了不同缺陷种类的尺寸和数量对、超声透射波幅值的影响,讨论了复合材料蜂窝芯格塌陷和胞壁鼓泡缺陷引起零件检测中超声波大幅度衰减的原因,与实际超声C扫描检测结果具有较好的一致性。

复合材料芳纶蜂窝夹层结构件特殊缺陷检测

针对复合材料蒙皮芳纶纸蜂窝夹层结构件,在实际检测中发现采用喷水穿透法超声C扫描检测时零件局部位置超声衰减较大,但采用反射法超声A扫描检测时未发现缺陷,采用数字成像射线(DR)检测时仅能对少部分缺陷进行定性,且极易发生漏检,导致该类缺陷无法判别。采用多种无损检测方法(如水浸聚焦反射法超声C扫描、空气耦合穿透法超声C扫描、反射法红外、激光剪切散斑、X-射线计算机断层扫描(X-CT)等)对穿透法超声衰减较大的区域进行检测,其中X-CT检测可对大部分缺陷进行定性定位分析。试样解剖结果显示,引起穿透法超声衰减大的原因是蜂窝芯中存在两类缺陷:芯格塌陷和胞壁鼓泡,这些蜂窝芯缺陷采用射线透照检测较难发现,但对超声的传播却有非常明显的衰减作用。通过制造带有缺陷的试验件模拟验证超声检测结果,初步探讨了缺陷的产生原因。