Page 44 - 无损检测2022年第十二期

张书宁, 等:

多相非均质 GFRP 材料的超声检测及其声学特性

表 3 3 种厚度层板不同缺陷的定位结果 定量, 缺陷尺寸约为 40.6mm×15.2mm ( 长 × 宽),

缺陷直径 / 声速 / 预埋深度 / 计算深度 / 相对误差 / 对应的实物照片如图 9 ( d ) 所示。区域 ② 对应的 B
层板
-1
mm ( m · s ) mm mm % 扫描图像[ 见图 9 ( b )] 未观察到明显缺陷, 实物照片

ϕ 5.0 3075.21 0.62 0.63 1.68 如图 9 ( e ) 所示。区域 ③ 属于目视无异常区域, 对应

1 板 ϕ 3.0 3035.32 0.62 0.62 0.36

#
的 B 扫描图像[ 见图 9 ( c )] 中亦未识别到明显缺陷,

ϕ 1.0 3080.64 0.62 0.62 -0.62
实物照片如图 9 ( f ) 所示。

ϕ 5.0 2698.71 1.66 1.70 2.42
为了验证超声检测结果, 对区域① 、 ② 、 ③部位进
2 板 ϕ 3.0 2794.53 1.66 1.65 -0.68
#
行解剖和宏观金相检验。绝缘层试块不同区域的金

ϕ 1.0 2751.11 1.66 1.60 -3.88

ϕ 5.0 2807.31 2.95 2.96 0.40 相照片如图10所示。区域①的金相照片中白色长条

3 板 ϕ 3.0 2775.93 2.95 2.94 -0.25 为聚酰亚胺, 厚度约为 0.05mm , 每两层聚酰亚胺之
#

ϕ 1.0 2826.47 2.95 2.94 -0.35
间是玻璃纤维正交编织带与环氧树脂混合层, 黑色长

2.2 绝缘层试块实际缺陷检测 条为分层缺陷, 横穿整个长度范围, 宽 0.13mm 。由
使用上述超声检测工艺对绝缘层试块的 ① 、 ② 、 区域 ② 的金相照片观察可知, 此处存在明显的树脂
③ 区域进行检测。对应的 B 扫描结果及实物照片 富集, 分析认为, 由于材料采用 VPI工艺制备, 树脂
如图 9 所示。由区域 ① 的 B 扫描图像可观察到疑 与玻璃纤维浸渍在一起, 阻抗差异不大, 未引起明显

似分层缺陷, 采用 6dB 法( 半波高度法) 对缺陷进行 的界面响应。区域 ③ 的金相照片未发现异常。

图 9 绝缘层试块 3 个区域 B 扫描结果及实物照片

图 10 绝缘层试块不同区域的金相照片
2.3 分析及讨论 ONO [ 10 ] 对玻璃纤维种类和取向不同的 GFRP 材料
GFRP 多相材料铺层结构复杂, 同时有较强的 声速和时域衰减系数进行了研究, 结果表明: 采用

非均质性, 导致材料的声学特性在一定范围内波动。 1MHz探头, 0° , 90° 单向和织物 GFRP 的声速范围
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2022 年 第 44 卷 第 12 期

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