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《淺談碳纖維復(fù)合材料的無損檢測》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、淺談碳纖維復(fù)合材料的無損檢孤!]陳桂新深圳市龍崗區(qū)工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站摘要:碳纖維復(fù)合材料在建筑、交通運(yùn)輸、宇航工業(yè)等方面得到廣泛的應(yīng)用。為保證復(fù)合材料的安全應(yīng)用，復(fù)合材料的檢測研究受到人們的廣泛重視。木文主要探討碳纖維復(fù)合材料的無損檢測技術(shù)。關(guān)鍵詞：碳纖維復(fù)合材料；無損檢測1碳纖維復(fù)合材料無損檢測現(xiàn)狀1.1紅外熱波檢測方法紅外熱波無損檢測的基木原理是對(duì)檢測材料進(jìn)行主動(dòng)加熱，利用被檢測材料內(nèi)部熱學(xué)性質(zhì)差異以及熱傳導(dǎo)的不連續(xù)性使物體表面溫度產(chǎn)牛差異，進(jìn)而在物體表面的局部區(qū)域形成溫度梯度。溫度不同時(shí)紅外輻射能力也隨著發(fā)牛變化，借助紅外熱像儀對(duì)被測試件進(jìn)行
2、探測，根據(jù)紅外熱像儀探測的輻射分布來推斷被測試件的內(nèi)部缺陷。李艷紅等⑴用紅外熱波無損檢測技術(shù)對(duì)碳纖維層壓板的圓形缺陷進(jìn)行了檢測研究。試驗(yàn)結(jié)果顯示，該技術(shù)能以育?觀易懂的圖像形式展現(xiàn)出被檢材料內(nèi)部的缺陷情況。原始圖像和一階微分圖像能較清楚地顯現(xiàn)出輪廓及溫度變化過程，還可以做缺陷尺寸標(biāo)定及深度測量。但由于熱圖對(duì)材料非均勻性的敏感，也可能會(huì)對(duì)某些試件缺陷造成誤判。通過利用紅外熱波檢測方法對(duì)碳纖維層壓板沖擊損傷研究。結(jié)果表明，紅外波檢測方法可以清晰地表征碳纖維層壓板的纖維走向，還可以確定沖擊損傷在試件內(nèi)部隨深度的變化過程。李曉霞等⑵對(duì)低速?zèng)_壓后的碳纖維復(fù)合
3、材料進(jìn)行了紅外熱波檢測分析，研究了損傷面積和沖擊能量之間的關(guān)系。結(jié)果表明，紅外熱波不僅對(duì)沖擊損傷的大小具有檢測能力，還可以對(duì)損傷材料內(nèi)部沖擊點(diǎn)處的擴(kuò)展損傷模式進(jìn)行有效的檢測。霍雁等⑶利用脈沖紅外熱成像技術(shù)，對(duì)碳纖維復(fù)合材料試樣內(nèi)部的模擬脫粘缺陷深度進(jìn)行測量硏究。利用該方法測量脫粘缺陷深度的精度由單點(diǎn)法標(biāo)定測量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了在被檢測材料熱屬性參數(shù)未知的情況下能較準(zhǔn)確地測量脫粘缺陷深度。金國鋒等⑷為了實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料內(nèi)部界面貼合性缺陷的快速檢測和識(shí)別，采用超聲紅外熱波方法進(jìn)行檢測研究。結(jié)果表明，超聲熱波方法適于復(fù)合材料裂紋、分層、沖擊損傷等界面貼合型缺陷的
4、快速檢測和識(shí)別，而對(duì)脫粘等非界面貼合型缺陷檢測無效果。綜上，紅外熱波檢測技術(shù)可以對(duì)碳纖維復(fù)合材的裂紋、分層等內(nèi)部缺陷進(jìn)行無損檢測，但是根據(jù)紅外熱波檢測的原理可知，檢測過程要經(jīng)過加熱、熱傳導(dǎo)、形成溫度梯度，進(jìn)而產(chǎn)生輻射等多個(gè)步驟，因此，在檢測過程中需要一定的吋間，不能進(jìn)行快速的掃描檢測。1.2滲透和層析檢測方法采用滲透和層析檢測碳纖維復(fù)合材料缺陷，是利用各組分物理性質(zhì)的不同，將多組分混合物進(jìn)行分離及測定的方法。通過在研究碳纖維復(fù)合材料缺陷產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上，利用氯化金滲透液優(yōu)良的滲透性能，對(duì)碳纖維復(fù)合材料鉆孔分層進(jìn)行滲透檢測研究，并總結(jié)出鉆孔立體分層模
5、型。許羽等⑸在電磁層析成像系統(tǒng)中，對(duì)帶缺陷的碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行圖像重建仿真。結(jié)果表明，采用精確重建算法的電磁層析無損檢測技術(shù)，可以探測碳纖維復(fù)合材料中的缺陷。滲透檢測方法可以檢測碳纖維復(fù)合材料由于鉆孔產(chǎn)生的分層缺陷。但是，滲透檢測方法是一種表面無損檢測方法，只適用于檢測表面開口的缺陷，無法對(duì)內(nèi)部缺陷進(jìn)行有效檢測。1.3聲發(fā)射檢測方法聲發(fā)射檢測是通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號(hào)，評(píng)定材料性能和結(jié)構(gòu)完整性的一種無損檢測方法。材料中因裂縫擴(kuò)展、塑性變形或相變等引起的應(yīng)變快速釋放而產(chǎn)生的應(yīng)力波現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。王兵等⑹利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)典型的碳/環(huán)氧碳纖維復(fù)合材
6、料的1/11混合模式分層行為和層間斷裂韌性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，碳纖維鋪層在損傷與斷裂不同階段所釋放的聲發(fā)射信號(hào)特征不同，聲學(xué)檢測能有效地監(jiān)測其剪切、混合分層和張力分層過程。聲發(fā)射檢測能有效判斷碳纖維復(fù)合材料的內(nèi)部活動(dòng)過程，判定損傷類型，在碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與完整性評(píng)價(jià)中有良好的應(yīng)用價(jià)值。通過對(duì)碳纖維復(fù)合芯損傷進(jìn)行了聲發(fā)射信號(hào)研究。結(jié)果表明，不同應(yīng)力損傷與聲發(fā)射信號(hào)功率譜頻率之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而樹脂基體斷裂和碳纖維斷裂兩種不同缺陷的聲發(fā)射信號(hào)有明顯的區(qū)別。聲發(fā)射檢測技術(shù)可以有效地檢測出碳纖維復(fù)合材料的內(nèi)部缺陷及損傷類型。但是，對(duì)聲發(fā)射法來說，
7、缺陷所處的位置和方向并不影響聲發(fā)射的檢測效果，即用聲發(fā)射檢測技術(shù)無法檢測岀缺陷的位置。1.4微波無損檢測方法微波檢測技術(shù)是以微波物理學(xué)、電子學(xué)和微波測量為基礎(chǔ)的微波技術(shù)應(yīng)用。以微波作為信息載體，對(duì)各種材料構(gòu)件和自然現(xiàn)象進(jìn)行檢測和診斷，對(duì)物體性能和工藝參數(shù)等非電量進(jìn)行非接觸、非污染的快速測量和監(jiān)控，是一門新興的綜合性技術(shù)科學(xué)。微波檢測的原理是研究微波與物質(zhì)之間的相互作用，通過微波的物理特性（如反射、散射、衍射、透射及多普勒效應(yīng)等）及被檢測材料的電磁特性（如介電常數(shù)和損耗的相對(duì)變化）來測量微波基本參數(shù)的變化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測材料的性能、缺陷等非電量的檢測。
8、根據(jù)微波檢測的原理不同，微波檢測可以分為微波穿透法、微波散射法和微波反射法等。微波穿透檢測方法是利用微波信號(hào)在被測材料中單
