飛機復合材料構件的激光錯位散斑檢測技術研究.pdf

1、樹脂基復合材料由于其優(yōu)異的性能在航空領域的應用日益廣泛，但是復合材料具有結構各向異性，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具有非接觸、無污染、速度快、全場檢測、易實現檢測的自動化等優(yōu)點，非常適合蜂窩夾層和層壓板結構等復合材料的檢測。
　　本文基于錯位成像的光學和數學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，得到最佳錯位量與缺陷尺寸關系，并完成飛機雷達罩、方向舵、小翼復合材料構樣件中預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合材料，結構類型為層壓板和夾芯結構。預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。層壓板結構中預置缺陷為第一類和第四類，夾芯結構中預置了上述四類缺陷。
　　實驗結果表明：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。對玻璃纖維蜂窩結構，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構，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。對碳纖維層壓板結構，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。對碳纖維蜂窩結構，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。
　　大部分預置缺陷都能檢出，檢測結果和預置缺陷基本相符，說明激光錯位散斑檢測非常適用于樹脂基復合材料夾層結構和層壓板結構的檢測。本文的研究為將來激光錯位散斑檢測技術的應用奠定了理論和實際