Page 102 - 无损检测2023年第十期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202310013

复合材料拉挤长梁缺陷的超声表征与评估

王 松 , 刘菲菲 , 刘松平 2 , 3 , 户迎灿 , 杨玉森 , 李治应 2
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( 1. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司, 青岛266111 ;

2. 中国航空制造技术研究院 复合材料中心, 北京101300 ;
3. 中航复合材料有限责任公司, 北京101300 )

摘 要: 提出了一种利用单脉冲超声波在复合材料拉挤长梁结构中产生反射行为的缺陷表征
与评估方法, 设计制备了不同的拉挤试样, 构建了单脉冲超声试验系统, 分析了单脉冲超声波在复
合材料拉挤长梁中产生的反射行为与时域信号特征, 研究了单脉冲超声波信号时域特征、 图像特征
与拉挤长梁内部缺陷行为之间的声学联系, 建立了缺陷的超声表征和评估方法。试验结果表明, 单
脉冲超声波在复合材料拉挤长梁中产生的反射行为与其内部缺陷存在信号和图像映射关系, 据此
可以有效实现复合材料拉挤长梁内部缺陷表征与检测及定性定量评估, 表面检测盲区达到单个铺

层厚度( 约0.125mm )。该研究为复合材料拉挤长梁提供了一种非常有效的超声表征与评估方法,
取得了很好的实际应用效果。

关键词: 复合材料拉挤长梁; 超声; 缺陷评估

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 10-0064-07

Ultrasoniccharacterizationandevaluationofdefectsin p ultrusioncom p ositelon g beam

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,
WANGSon g LIUFeifei , LIUSon gp in g 2 , 3 , HUYin g can , YANGYusen , LIZhi y in g 2

( 1.CRRCQin g daoSifan gCo. , Ltd. , Qin g dao266111 , China ;

2.Com p ositesTechnolo gyCenter , AVICManufacturin gTechnolo gy Institute , Bei j in g 101300 , China ;

3.AVICCom p ositeCo. , Ltd. , Bei j in g 101300 , China )

Abstract : A methodfordefectcharacterizationandevaluationusin g mono- p ulseultrasonic ( MU ) reflection

behaviorinp ultrusioncom p ositesbeam ( PCB ) wasp ro p osed.Differentp ultrusioncom p osites p ecimenswere

desi g nedandp re p ared.A MUtestin gs y stem wasconstructed.Theacousticrelationshi p samon gtime-domain

features , ima g efeaturesofMUsi g nalandinternaldefectbehaviorofPCBswereinvesti g ated.A MU methodfor

characterizationandevaluationofinternaldefectsofPCBswasestablished.Theex p erimentalresultsshowedthat

MUreflectionsinPCBshadver yg oodtime-domaindiscernablesi g nalrelationandima g ema pp in g relationshi pwith

defectstherein.Theinternaldefectscharacterization , detection , andq ualitativel yandq uantitativel yevaluationof

PCBscanberealizedeffectivel y usin gMUreflectionsfromPCBs.Thesurfacedetectiondead-zonereachedasin g le

p re p re gp l ythickness ( about0.125 mm ) .Itp rovidedaver yeffectiveultrasoniccharacterizationandevaluation

methodforPCBs.Goodp racticala pp licationhadbeenobtained.

Ke ywords : p ultrusioncom p ositebeam ; ultrasonic ; defectevaluation
为了减轻轨道车辆质量, 提高能源利用率, 增加 料及其成形工艺制造轨道交通车辆关键零部件, 已
轨道交通车辆舒适性, 降低其制造成本, 利用复合材 成为近年来重要的发展方向。轨道交通车辆中的超
长梁已经开始采用碳纤维复合材料拉挤工艺制造。
收稿日期: 2023-03-03
与热压罐或液体成型复合材料结构制造工艺方法不
作者简介: 王 松( 1987- ), 女, 博士, 高级工程师, 主要从事复
同是, 拉挤成型采用了快速固化树脂, 挤压过程和固
合材料的无损检测与评估工作
化行为是在局部完成的, 纤维的牵引、 树脂浸润、 加
通信作者: 刘松平, lius p in g 2014@163.com
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2023年 第45卷 第10期
无损检测