复合材料无损检测技术的现状与展望
Present Situ ation and Prospects of Nondestructive T esting and Evalu ation T echnology for Composites
中国航空工业制造工程研究所 研究员 刘松平 郭恩明 [摘要] 回顾了复合材料无损检测技术的发展,
从材料、结构和服役3个方面介绍了复合材料无损检测技术的现状及今后的发展趋势。
关键词:复合材料 无损检测 超声
[ABSTRACT] The development of nondestruc 2tive testing and evaluation (ND T &E technology for composites is reviewed in this paper.The present situa 2tion and the development trends of this technology are introduced in aspects of composite material ,structure and service.
K eyw ords :Composites N DT &E U ltrasonic 1 概述
复合材料之所以能够成为20世纪迅速地在工业部门推广应用的新材料、新结构,无损检测技术发挥了十分重要的推动作用,反过来,复合材料也为无损检测技术的迅速发展带来了更多的研究空间。一些过去在金属材料无损检测中因技术障碍而面临困境的检测技术,在复合材料对无损检测技术的需求牵引下,得到了新的飞速发展。如针对初期基于金属材料及其结构在负载作用下产生应力波的物理现象的声发射检测技术、基于物理波相干原理的激光全息干涉检测技术、激光超声检测技术等,几乎都是70年代问世,80年代在应用中由于物理信号特征解释困难、环境条件要求苛刻或技术上有待进一步突破等原因,难以在工程上找到用武之地,自90年代后则得到了迅速的应用发展。
由于复合材料的先进性与其质量的离散性和高成本并存,在实际应用中,即使是经过研究和试验制订的合理工艺,在结构件的制造过程中还可能会产生缺陷,引起质量问题,严重时还会导致整个结构件的报废,造成重大经济损失。因此,国外自70年代以来,就针对复合材料的研究、应用开展了全方位的无损检测技术研究。早期主要是沿用金属材料所采取的一些检测方法,进行复合材料的无损检测技术探索,随着研究工作的深入,人们对复合材料的内部规律和缺陷特征有了更深的认识,发现完全采用常规金属材料无损检测的方法不能解决复合材料的无损检测问题。因此,进入80年代后,才真正走向复合材料无损检测,研究出了许多适应复合材料特点的无损检测新技术、新方法,从而为解决复合材料的无损检测、促进复合材料的推广应用发挥了重要作用。
目前复合材料无损检测已经应用于材料、结构件和服役无损检测3个方面。技术上已从初期的检测方法探索发展到目前的检测方法研究、信号处理技术、传感器技术、缺陷识别技术、成像显示技术、仪器设备技术、结构件检测技术、定量检测与评估、服役结构寿命评估、强度评估和性能测试等。无损检测技术已经成为复合材料研究和应用中的一项关键技术,融入复合材料从研究到最终装机应用的全过程,如图1所示
。
图1 复合材料与无损检测Fig.1 Composites and ND T &E 2 复合材料无损检测技术的应用范围 复合材料无损检测主要应用于以下3个方面:(1
材料无损检测;(2结构无损检测;(3服役无损检测,如图2所示
。
图2 复合材料无损检测的应用Fig.2 Applications of ND T &E for composites 3第十三届国际复合材料学术会议专辑 2001年第3期
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