Page 40 - 无损检测2022年第十二期
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“ 2022Evident杯超声检测技术优秀论文评选”活动获奖论文




   DOI : 10.11973 / ws j c202212002

               多相非均质                    GFRP          材料的超声检测


                                     及其声学特性




                               张书宁 , 刘小川 , 马志远 , 武   玉 , 林   莉        1
                                                              2
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                             ( 1. 大连理工大学 无损检测研究所,大连 116024 ;

                  2. 合肥综合性国家科学中心能源研究院( 安徽能源实验室),合肥 230051 )

           摘   要:针对超导磁体绝缘层用玻璃纤维增强树脂基( GFRP ) 复合材料的无损检测难题, 开展


       了材料声学特性表征及缺陷超声检测试验。对厚度为 1.21~4.39 mm 的层板以及带有实际缺陷
       的绝缘层试块进行超声检测, 结合金相检验分析了绝缘层试块缺陷检测结果, 讨论了材料多相非均

       质性对缺陷检测的影响。试验结果表明, 层板试样的声速为 2698.75~3256.41m · s , 时域衰减


                                                                                    -1

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       系数为 5.03~12.58dB · mm      , 超声信号中能观察到层间反射。对于厚度为 1.21mm 和 3.32mm

       的层板, 超声法可检出         ϕ 5.0 , 3.0 , 1.0mm 的人工缺陷, 对于厚度为 4.39mm 的层板, 可识别
                                 ϕ
                                       ϕ

       ϕ 5.0 , 3.0mm 的人工缺陷。该结果可为 GFRP 材料的超声检测提供一定参考。
            ϕ


           关键词:玻璃纤维增强树脂基;超声检测; 非均质;缺陷


          中图分类号: TB332 ; TB553 ; TG115.28    文献标志码: A    文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 12-0006-06

       Acousticcharacteristicsandultrasonictestin g ofmulti p lehetero g eneousGFRPmaterial

                        ZHANGShunin g LIUXiaochuan , MAZhi y uan , WUYu , LINLi 1
                                                  2
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                                      ,

                   ( 1.NDT & ELaborator y , DalianUniversit yofTechnolo gy , Dalian116024 , China ;

    2.InstituteofEner gy , HefeiCom p rehensiveNationalScienceCenter ( AnhuiEner gyLaborator y ), Hefei230051 , China )

           Abstract : Inordertosolvethep roblem ofnondestructivetesin gofg lassfiberreinforcedp lastics ( GFRP )

       com p ositesforsu p erconductin g ma g netinsulation , thisp a p erstudiestheacousticp ro p ertiesofGFRPandcarries

       outultrasonictestin gex p eriments.Ultrasonicdetection oflaminates withthicknessof1.21-4.39 mm and

       insulatin g la y ertestblockswithactualdefectsarecarriedout.Combinedwithmetallo g ra p hicobservation , thedefect

       detectionresultsofinsulationla y ertestblocksareanal y sed , andtheinfluenceofmaterialmulti p hasehetero g eneit y

       ondefectdetectionisdiscussed.Thetestresultshowsthatthesoundvelocit yofthelaminatesam p leisbetween

                          -1                                                          -1
       2698.75-3256.41m · s , andthetimedomainattenuationcoefficientisbetween5.03-12.58dB · mm  , andthe

       interla y erreflectioncanbeobservedintheultrasonicsi g nal.For1.21and3.32mmthicklaminates , artificialdefects

              ϕ
       of ϕ 5.0 , 3.0and ϕ 1.0 mmcanbedetected , for4.39 mmthicklaminate , onl yartificialdefectsof ϕ 5.0and

       ϕ 3.0mmcanbedetected , whichp rovidesomereferenceforultrasonicdetectionofGFRPmaterials.

           Ke ywords : g lassfiberreinforcedp lastic ; ultrasonictestin g ; hetero g eneit y ; defect
     玻璃纤维增强树脂基( GFRP ) 复合材料是以玻璃                      纤维或玻璃纤维织物为增强体, 树脂为基体, 通过特
                                                     殊的材料复合工艺制成的, 具有绝缘、 耐低温、 抗辐射
      收稿日期: 2022-10-31                               等特性, 其具有较高的低温强度和较高的低温断裂韧
      基金项目: 安徽高校协同创新项目( GXXT-2021-026 )                                           [ 1-2 ]
                                                     性, 被广泛用于超导磁体的绝缘                 。例如目前全球
      作者简介: 张书宁( 1998- ), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为复
                                                     规模最大的“ 国际热核聚变实验堆( ITER ) 计划” 装
   合材料超声检测与评价
                                                     置, 其核 心 部 件 之 一 的 超 导 磁 体 PF6 线 圈 就 采 用
      通信作者: 林   莉( 1970- ), 女, 教授, 主要研究方向为材料无损
                                                     GFRP复合材料作为绝缘层            [ 3 ] 。该绝缘层承担着机
   检测与评价, linli@dlut.edu.cn
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          2022 年 第 44 卷 第 12 期
          无损检测
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