Page 124 - 无损检测2024年第一期

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复合材料结构的无损检测。CT 方法是一种非常直 的可视化检测方法和检测结果量化评估手段，相
观的复合材料可视化检测方法，主要适合中小尺 关的技术进展与应用也非常迅速。
寸类高附加值复合材料结构或制件的无损检测， 针对复合材料特征、成型工艺特点以及检测
但检测成本高、检测效率低、需要专门的辐射防护。 应用场景、可能存在缺陷 / 损伤行为，结合本团

相比而言，超声是一种具有普遍应用价值的 队 2022 年前后在复合材料可视化无损检测方面
复合材料可视化检测方法，因为复合材料超声评 的技术进展，回顾了复合材料结构超声可视化检
估与超声波在其内部的传播行为密切相关，据此， 测技术及其进展与应用实例。结合典型的应用案
可以实现复合材料微结构和缺陷的精细量化评估， 例，重点介绍了本研究团队研究的单脉冲超声检
复合材料内部细节变化及缺陷的存在会改变入射 测方法和检测技术在树脂基复合材料、陶瓷基复
声波在其内部的传播行为，基于此，超声检测可 合材料方面的应用效果；同时也回顾了研究团队
以用于复合材料缺陷定性定量表征与评估以及检 近年在复合材料无损检测方面取得的科技发明奖、
测结果的可视化，非常环保和高效，但需要液体 标准、论文等方面取得的成果，帮助推动业内复
耦合，需要针对被检测结构设计相应的超声检测 合材料无损检测技术的发展和应用。
系统，才能实现可视化检测。通常需要针对被检
测复合材料及其成型工艺特点与结构特征，研究 2 超声可视化技术进展
建立相应的缺陷表征与超声可视化评估方法。根 2.1 超声可视化方法及其适用性
据复合材料结构或制件特点不同，有些结构不适 超声是目前国际上用于复合材料无损检测最
用超声穿透法进行检测，在绝大部分情况下，采 为普遍的检测方法和技术，据不完全统计，80%
用超声反射法可以实现复合材料结构可视化检测 以上的复合材料结构或制件都可以通过超声方法实
与评估。不过，超声反射法对检测分辨率和表面 现可视化检测。因此，超声方法一直是复合材料无
检测盲区要求高，因此，超声反射法检测的分辨 损检测的首选方法。目前工程上用于复合材料结构
率和表面缺陷检出能力一直是复合材料检测领域 或制件超声检测方法主要基于垂直纵波方法，其分
非常关注的技术问题。对于工程应用的复合材料 为超声反射法和超声穿透法。其中，超声反射法的
结构或制件，超声检测与评估需要其表面检测盲 缺陷检出能力比穿透法强。针对不同复合材料结构
区和检测分辨率达到单个复合材料预浸料铺层厚 及其检测场景与检测要求，已有多种超声方法可用
度（约 0.125 mm），至少不允许超过 2 个复合 于复合材料可视化检测，每种超声可视化检测方法
材料预浸料铺层厚度。目前复合材料超声可视化 都有不同的检测特点和适用性（见表 1）。基于这
已从 2D 发展到 3D 检测，为解决各种形状复杂、 些超声可视化方法都可以实现复合材料内部缺陷 /
尺寸超大的复合材料结构或制件提供了高效准确 损伤的准确定性定量检测与评估。

表 1 超声可视化检测方法及其适用性

检测方法 适用性

适合探头单侧可接近的各种复合材料结构或制件室内外超声手动或自动扫描可
视化检测；适合大型复合材料结构自动化检测；适合含有内腔的复合材料制件
反射法 可视化检测；适合多筋条复合材料结构或制件、需要复杂工装支撑引起遮挡的
超大型复合材料结构或制件可视化检测；可用于复合材料夹芯结构可视化检测；
适合装配后的复合材料结构或制件可视化检测；适合外场可视化检测

适合探头双侧可接近的复合材料结构或制件超声自动扫描可视化检测；不适合
含有内腔的复合材料制件可视化检测；不宜用于多筋条复合材料结构或制件、
穿透法 需要复杂工装支撑引起遮挡的超大型复合材料结构或制件可视化检测；不宜用
于夹芯高度过大或达不到要求信噪比的复合材料夹芯结构可视化检测；不适合
装配后的复合材料结构或制件的可视化检测；不适合外场可视化检测。

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