Page 109 - 无损检测2023年第六期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202306015

基于多频率超声综合比对法的

三维编织复合材料检测

曲亚林 1 , 2 , 宁 宁 , 詹绍正 1
1

( 1. 中国飞机强度研究所, 西安 710065 ; 2. 机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049 )
摘 要: 介绍了三维编织复合材料的工艺成型特点以及容易产生的缺陷类型。采用多种频率

的超声波对三维编织材料内部的缺陷进行检测, 并对检测结果进行综合比对分析。试验结果表明,
多频率超声综合比对法虽然无法对材料内部的孔隙分布进行定量检测, 但可以对不同区域孔隙分
布情况进行判断。
关键词: 三维编织复合材料; 超声; 无损检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 06-0071-04

3Dbraidedcom p ositestestin g basedonmulti-fre q uenc y ultrasoniccom p rehensivecom p arisonmethod

1
1 , 2
,
Q UYalin , NINGNin g ZHANShaozhen g 1

( 1.ChinaAircraftIntensit yResearchInstitute , Xi'an710065 , China ;

2.StateKe yLaborator y forStren g thandVibrationofMechanicalStructures , Xi'an710049 , China )

Abstract : The p rocesscharacteristicsof3Dbraidedcom p ositesmaterialsandthet yp esofdefectsthatare p rone

tooccurwereintroduced.Variet y offre q uenciesofultrasonicwaveswereusedtodetectdefectsinsidethematerial ,

andthetestresultswerecom p rehensivel y com p aredandanal y zed.Thetestresultsshowedthatalthou g hthemulti-

fre q uenc y ultrasoniccom p rehensivecom p arisonmethodcannot q uantitativel ydetectthe p oredistributioninsidethe

material , itcan j ud g ethe p oredistributionindifferentre g ions.

Ke ywords : 3Dbraidedcom p osite ; ultrasonic ; nondestructivetestin g
三维编织复合材料是采用编织技术织造的纤维 分析多频率超声综合比对法对材料内部缺陷定性定量
编织物作为增强体, 经 RTM ( 树脂传递模塑法) 将 检测的可行性。结果表明, 多频超声虽无法对内部孔
树脂注入预成型件, 最终固化成型的新型复合材料。 隙进行定量检测, 但可以对其分布情况进行判断。
和传统的复合材料层合板结构不同, 三维编织复合
材料的空间互锁网状结构从根本上避免了分层损伤 1 三维编织复合材料的制造工艺
的产生, 且抗冲击能力明显增强。三维编织复合材 1.1 三维编织工艺
料在保持了构件承载变形的整体性的同时, 还具有 常见的三维编织方法分为四步编织法、 二步编
比强度高、 比模量大、 易于一次成型复杂结构等优 织法和多层联锁编织法 [ 2 ] 。其中, 四步编织法应用
点, 在航空、 航天、 船舶领域的应用愈发广泛 [ 1 ] 。 最为广泛。因为四步编织法结构中所有纱线在空间
采用多种频率的超声波对三维编织复合材料内部 中的分布有4个不同的方向, 所以制成的复合材料
缺陷进行检测, 并对检测结果进行综合比对分析, 旨在
被称为三维四向编织复合材料 [ 3 ] 。
二步编织法的特点是编织过程中编织纱的运动
收稿日期: 2022-11-09
以两步为一个编织循环。在编织过程中, 编织纱在
作者简介: 曲亚林( 1986- ), 女, 本科, 工程师, 主要从事飞机结
构损伤检测与结构维修方向的研究工作 携纱器的携带下, 将沿轴向排列的轴纱捆绑到一起,
构成一个空间整体。二步编织法的特点是可以织出
通信作者: 宁 宁, df.nin g @163.com
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2023年 第45卷 第6期
无损检测