飛機復(fù)合材料構(gòu)件的激光錯位散斑檢測技術(shù)研究.pdf

1、樹脂基復(fù)合材料由于其優(yōu)異的性能在航空領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，但是復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)各向異性，缺陷類型不同于金屬材料，常規(guī)無損檢測難以解決其缺陷檢測問題。激光錯位散斑檢測技術(shù)具有非接觸、無污染、速度快、全場檢測、易實現(xiàn)檢測的自動化等優(yōu)點，非常適合蜂窩夾層和層壓板結(jié)構(gòu)等復(fù)合材料的檢測。
　　本文基于錯位成像的光學(xué)和數(shù)學(xué)原理及其用于無損檢測的機理，利用美國的LTI5100激光錯位散斑系統(tǒng)，采用熱加載方式，通過工藝試驗，對單純碳纖維層壓板進行檢

2、測，優(yōu)化檢測工藝參數(shù)，得到最佳錯位量與缺陷尺寸關(guān)系，并完成飛機雷達罩、方向舵、小翼復(fù)合材料構(gòu)樣件中預(yù)置模擬分層缺陷的檢測，樣件材料類型為碳纖維樹脂和玻璃纖維樹脂基復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)類型為層壓板和夾芯結(jié)構(gòu)。預(yù)置缺陷類型歸為四類：第一類為疊置聚四氟乙烯膜；第二類為挖去膠膜并涂脫膜劑；第三類為只涂脫膜劑；第四類為不銹鋼插片。層壓板結(jié)構(gòu)中預(yù)置缺陷為第一類和第四類，夾芯結(jié)構(gòu)中預(yù)置了上述四類缺陷。
　　實驗結(jié)果表明：工件越薄、插片越厚、缺陷越大變

3、形量越大，越易檢出，檢測圖像越清晰。對玻璃纖維蜂窩結(jié)構(gòu)，可檢出深度優(yōu)于1.5mm的第一類缺陷最小為φ6mm，第二類缺陷最小為φ16mm，第三類缺陷，位于蒙皮與膠膜之間最小為φ9mm，膠膜與芯材之間最小為φ6mm，第四類缺陷插片厚度最小為0.03mm。對玻璃纖維層壓板結(jié)構(gòu)，可檢出深度優(yōu)于1 mm的第一類缺陷最小為φ6mm，深度優(yōu)于1.5mm的第四類缺陷插片厚度最小為0.03mm。對碳纖維層壓板結(jié)構(gòu)，可檢出深度優(yōu)于1.5mm的第一類缺陷最小

4、為φ6mm，深度優(yōu)于1.55mm的第四類缺陷插片厚度最小為0.02mm。對碳纖維蜂窩結(jié)構(gòu)，可檢出深度優(yōu)于2mm的第一類缺陷最小為φ6mm，深度優(yōu)于2.48mm的第二類缺陷最小為φ16mm，深度優(yōu)于3.1mm的第四類缺陷插片厚度最小為0.02mm。
　　大部分預(yù)置缺陷都能檢出，檢測結(jié)果和預(yù)置缺陷基本相符，說明激光錯位散斑檢測非常適用于樹脂基復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)和層壓板結(jié)構(gòu)的檢測。本文的研究為將來激光錯位散斑檢測技術(shù)的應(yīng)用奠定了理論和實際