復(fù)合材料修理結(jié)構(gòu)的缺陷特征與超聲信號

張婷，劉奎，王婷婷

復(fù)合材料修理結(jié)構(gòu)的缺陷特征與超聲信號

張婷，劉奎，王婷婷

(上海飛機(jī)制造有限公司航空制造技術(shù)研究所，上海200436)

研究了熱補(bǔ)儀修理復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的缺陷特征。金相顯微分析結(jié)果表明，當(dāng)修補(bǔ)層數(shù)為2層時(shí)，樣品沒有任何缺陷產(chǎn)生;當(dāng)修補(bǔ)層數(shù)增加到4層時(shí)，修補(bǔ)層內(nèi)出現(xiàn)氣孔缺陷;當(dāng)修補(bǔ)層數(shù)增加到6層時(shí)，除了修補(bǔ)層內(nèi)出現(xiàn)大量氣孔缺陷以外，膠膜層也出現(xiàn)氣孔，導(dǎo)致弱粘接/脫粘缺陷的產(chǎn)生。超聲檢測的結(jié)果與金相顯微分析一致，很好地再現(xiàn)了上述缺陷。

復(fù)合材料;修理;氣孔缺陷;超聲檢測;金相顯微檢測

復(fù)合材料在飛機(jī)上的使用日趨廣泛，已成為新一代飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的主要材料［1，2］。隨著復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用［3，4］，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的修理也變得越來越重要［5～7］。但是，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理是一件耗時(shí)費(fèi)力的事，修復(fù)后的結(jié)構(gòu)是非標(biāo)準(zhǔn)化的所謂“奇異結(jié)構(gòu)”，性能效果難以恢復(fù)到與完好結(jié)構(gòu)一致，甚至有時(shí)不修理的效果比修理后的效果好［8～10］。因此，對修補(bǔ)過的結(jié)構(gòu)的有效檢測，是保證飛機(jī)復(fù)合材料制件質(zhì)量的必要手段［11～13］。目前，通常使用超聲法、射線法、聲發(fā)射法等無損檢測的方法對復(fù)合材料缺陷進(jìn)行檢測［14～16］。由于不同的檢測方法都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和局限性，因此選擇合適的無損檢測方法對缺陷的正確評估至關(guān)重要［17～18］。

本工作針對熱補(bǔ)儀修理的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的缺陷，采用金相顯微分析法和超聲檢測法進(jìn)行表征，探討和分析了缺陷形成的機(jī)理，并對兩種檢測方法的結(jié)果進(jìn)行比較。……