Page 66 - 无损检测2024年第五期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202405006

多层复合材料黏接缺陷的声阻法检测

邓金涌 , 沈柿强 , 苗文崧 , 朱 颖 1 , 2 , 卢 超 , 李沛芮 3
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( 1. 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063 ;

2. 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室 北京 100190 ;

3. 江西洪都航空工业股份有限公司, 南昌 330024 )

摘 要: 用于直升机桨叶的新型多层复合材料以不锈钢、 橡胶、 加热组件和玻纤黏接而成, 因其
结构复杂且工作环境恶劣, 亟需进行严格的质量控制。常规超声检测信号混叠现象严重, 无法检出橡
胶与玻纤黏接层缺陷。在分析复合材料机械阻抗的基础上, 搭建了基于声阻法检测该复合材料的模
型, 并推导出两个用以表征黏接缺陷信息的参量。试验结果表明, 使用机械阻抗的相位与幅值能较好
地表征材料缺陷的深度与大小信息, 声阻法检测复材黏接缺陷具有较高的可靠性和缺陷检出率。

关键词: 多层复合材料; 黏接缺陷; 超声检测; 声阻法

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2024 ) 05-0028-06

Bondin g defectdetectionofmultila y ercom p ositesb y acousticresistancemethod

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DENGJin y on g SHENShi q ian g MIAO Wenson g ZHUYin g 1 , 2 , LUChao , LIPeirui 3
,
,
,

( 1.Ke yLaborator y ofNondestructiveTestin gTechnolo gy ofMinistr y ofEducation , Nanchan g

Han g kon gUniversit y , Nanchan g 330063 , China ;

2.StateKe yLaborator y ofAcoustics , InstituteofAcoustics , ChineseAcadem y ofSciences , Bei j in g 100190 , China ;

3.Jian g xiHon g duAviationIndustr yCo. , Ltd. , Nanchan g 330024 , China )

Abstract : Anewmultila y ercom p ositematerialmadeofstainlesssteel , rubber , heatin gcom p onentsandg lass

fiberbondedforhelico p terbladesre q uiresstrictq ualit ycontrolduetoitscom p lexstructureandharshworkin g

environment.Thesi g nalaliasin gp henomenonofconventionalultrasonicdetectionisseriousandthedefectsof

rubberandg lassfiberbondin gla y ercannotbedetected.Inthisp a p er , basedontheanal y sisofthemechanical

im p edanceofthecom p ositematerial , amodelbasedontheacousticresistancemethodwasestablishedtodetectthe

com p ositematerial , andtwo p arameterswerederivedtocharacterizethebondin gdefectinformation.Ex p eriments

showedthatthep haseandam p litudeofmechanicalim p edancecanbeusedtocharacterizethede p thandsizeof

materialdefects.Theacousticresistancemethodhadhi g hreliabilit y andhi g hdefectdetectionrate.

Ke ywords : multila y ercom p ositematerial ; bondin g defect ; ultrasonicdetection ; aco usticresistancemethod
复合材料是一种在21世纪工业发展中大放异 等 [ 2-3 ] 。上述检测方法都具有一定的局限性, 例如:
彩的新型材料, 具有单一母材或金属无可比拟的优 常规超声检测复合材料薄板时容易发生信号混叠,
势, 而成为材料基础研究的突破口 [ 1 ] 。然而, 复合材 无法准确识别正常界面波和脱黏缺陷波; 红外热成
料的质量控制也成为材料领域重点关注的问题。 像检测设备造价高、 容易受到外界环境干扰; 射线检
当前, 用于复合材料质量控制的无损方法主要 测对复合材料中脱黏、 分层等缺陷的敏感度低, 检测
耗时长且有辐射危害; 工业 CT 技术在检测中容易
有: 超 声 检 测、 红 外 热 成 像、 射 线 检 测、 工 业 CT
出现难以避免的伪像。因此, 需要在复合材料的无
收稿日期: 2023-09-06
损检测领域另辟蹊径, 寻找新的方法。
作者简介: 邓金涌( 2000- ), 男, 硕士研究生, 主要从事超声水浸
文章提出了一种针对复合材料黏接缺陷的非常
聚焦检测成像和声阻法检测研究工作
规声学检测方法———声阻法检测。声阻法属于声振
通信作者: 卢 超, luchaoniat@163.com
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2024年 第46卷 第5期
无损检测