Page 35 - 无损检测2022年第三期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202203001

蜂窝夹层结构底角发泡胶缺失的超声检测

曲亚林, 宁 宁, 张 伟, 王 丹
( 中国飞机强度研究所, 西安 710065 )

摘 要:共固化成型的蜂窝夹层结构容易产生底角发泡胶缺失类缺陷, 采用带定制楔块的超

声聚焦探头对带有人工缺陷的试块进行检测。检测结果表明缺陷的特征信号明显, 可利用该方法
对此类缺陷进行准确识别。

关键词:蜂窝夹层结构; 发泡胶; 超声检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 03-0001-05

Ultrasonictestin g ofmissin g st y rofoaminthebottomcornerofhone y combsandwichstructure

Q UYalin , NINGNin g ZHANG Wei , WANGDan
,

( ChinaAircraftStren g thResearchInstitute , Xi'an710065 , China )

Abstract : Thedefectsofthemissin gst y rofoamoftenoccurintheco-curedhone y combsandwichstructure.In

theex p eriment , anultrasonicfocusin gp robewithacustomizedwed g ewasusedtodetectthereferenceblockwith

artificialdefects.Theresultsshowthattheultrasonicwavesi g nalofthedefectswasobvious , andsuchdefectscould

beaccuratel y identifiedb y themehtod.

Ke ywords : hone y combsandwichstructure ; st y rofoam ; ultrasonictestin g
碳纤维复合材料蜂窝夹层结构具有较高的比强 害, 对面积型缺陷的检出率很高, 是一种检测碳纤维
度、 比刚度、 较好的抗疲劳性能、 良好的阻尼减震性 复合材料蜂窝夹层结构分层、 脱黏类面积型缺陷的
能, 且重量轻、 耐热、 抗冲击、 耐疲劳, 具有可设计性 简单、 常用方法 [ 4 ] 。文章对蜂窝夹层结构的底脚发
优点, 在航空航天工业领域获得了广泛应用 [ 1 ] 。碳 泡胶填充区进行了超声检测。
纤维复合材料蜂窝夹层结构是一种特殊的 复合材
料, 即在两块强度和弹性模量较大的面层材料中间 1 蜂窝夹层结构的工艺
夹着蜂窝芯材, 并采用胶黏剂黏合, 在一定温度和压 目前蜂窝夹芯复合材料的成型工艺主要有两
力下复合成一个整体刚性结构 [ 2 ] 。蜂窝夹层结构常 种: 胶接成型和共固化成型。这两种工艺的成型方
用的无损检测方法有 X 射线检测、 超声检测等。随 式及特点如表 1 所示 [ 5 ] , 实际应用中会根据制造对
着无损检测新技术的发展, 近年来红外热成像检测 象的需求, 选择对应的成型工艺。
法在蜂窝夹层结构的检测中取得了不错的 应用效 共固化成型工艺制造成本低, 适合制造形面简
果, 但该方法受周围环境温度影响较大, 没有被广泛 单的结构 [ 6 ] 。共固化蜂窝制件边缘通常会有一个斜
应用 [ 3 ] 。 X 射线检测对蜂窝节点分离、 芯格断裂、 蜂 削过渡区, 在制造此类变截面蜂窝夹层结构时, 由于
窝芯塌陷、 夹杂物等缺陷都有很好的检测效果, 但对 蜂窝芯无法修剪出尖角, 为确保蜂窝芯与后缘条的
面板分层, 板芯脱黏类缺陷不敏感。超声检测设备 黏接性能, 需要在芯体与后缘条之间填充发泡胶( 见
轻小便携, 穿透性强, 检测成本低, 速度快, 对人体无 图 1 )。黏接结构进入热压罐后, 随着温度升高, 发
泡胶体积 膨 胀, 进 而 将 蜂 窝 芯 与 后 缘 条 黏 接 在 一
收稿日期: 2021-09-07
起 [ 7 ] 。蜂窝芯和后缘条在加工时产生的误差会造成
作者简介: 曲亚林( 1986- ), 女, 工程师, 主要从事复合材料无损
实际拼接缝隙不完全吻合, 不完全吻合的部位需要
检测工作
增加发泡胶的用量。 由于上下蒙皮位置的限定, 发泡
通信作者: 曲亚林, 435169443@ qq .com
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2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测