渗透检测工艺方法和环境对检测结果的影响研究（南航）
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南航
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毕业设计翻译文献与原文题 目： 复合材料无损检测技术学 院： 测试与光电工程学院专业名称： 测控技术与仪器班级学号： 11081323学生姓名： 蒋文浩指导教师： 金信鸿二O一五 年 四 月 复合材料无损检测技术摘要：制造复合材料时，要同时了解材料的种类和结构的类型。因此，对于复合材料重要的结构应用，了解其材料和结构时能够确保其结构的完整性。先进复合复杂材料制造和服务维修是发展中国家挑战无损优化的工具和测试。传统的基于金属的无损检测方法对于这种复合材料的检测是不合适的，且当施加到各向异性和不均匀的复合材料是更是常常出错。在先进技术的应用中，如航空航天和工业重点经济学和安全性，先进复合复杂材料制造和服务维修是至关重要的使用和发展健壮和实际复合材料的无损检测方法。复合材料无损检测涵盖了一系列改良传统和新的工具，包括超声波，X-射线，声发射，热，光，电和各种混合方法。本文提供了复合应用程序目前使用的NDT工具的概述。关键词：无损检测、复合材料1. 说明复合材料多用于巨大的机械造型。表1和图1示出的复合材料比传统的工业结构用的特定性质材料的好处。纤维增强的有机基质复合材料的特定性质优于传统的金属能力的两倍甚至是三倍。这种材料的制作的结构超越了相称提高系统的传统应用程序设计的局限性性能如减少重量，提高燃油效率或增加的速度。 1,2,3表1：传统材料与复合材料的比强度之间的差别组 材料 比强度传统材料 1040钢 9.9*106(0.39*106) 2048铝合金板 16.9*106(0.67*106) Ti-5AI-2.5Sn 19.7*106(0.78*106) 环氧树脂 6.4*106(0.25*106) 复合材料 E-玻璃连续纤维环氧树脂 77.28106(3.04*106) 在环氧树脂晶须 48.8*106(1.92*106) 含70%碳的环氧树脂 76.9*106(3.03*106) 含82%芳纶的环氧树脂 112*106（4.42*106） 传统材料 复合材料 图1：传统材料与复合材料的性质此外，复合材料具有更好的比刚度和它们的各向异性性质也是符合定制的结构负荷的要求。复合材料的使用是加速和加大了交通运输行业的应用，包括下一代飞机，如波音公司的新787。复合材料也被广泛使用于海洋应用，并已应用于各种时尚运动，如滑雪，网球拍和高尔夫球杆。2. 关于复合材料的检测背景复合结构通常是复杂的，由不同材料的层形成。图2显示的复合横截面的复杂性。对于重性能敏感应用，如航空航天，复合材料是它们的关键的结构性常见组件。 图2：典型的横截面的复合材料复合机械损伤常见地在分层或脱胶（层压用于形式叠层或层压到核心），碎纤维，由于冲击，疲劳损伤影响的区通过微裂纹，纤维分层，纤维断裂和整体损失复合材料机械模量，或者可以通过热损伤，从长期暴露上面以加热引起树脂的固化温度，以及影响的组合的极端的操作条件。该检测复合物的损害和评价通过以下事实加剧了伤害不可见的肉眼和可发生在许多不同的形式表2示出了在复合材料中可能存在的缺陷和损伤。应当指出的虽然复合材料早就有被应用，包括在临界结构的应用中，但是人们对于它的缺陷的效果，损伤机理，疲劳和失效机理的认知是不成熟和生疏的。NDE/ NDT/ NDC信息和机械之间的连接性能也没有很好地建立。表3是那些适用于非破坏性测试和评价方法的复合材料和结构的列表。表2：，在复合材料中发现的典型的缺陷和损伤的列表 表3：复合材料的无损检测和评价做法上市复合材料结构的完整性可以通过多种机制，包括受到影响存在的不连续性或机械性能的损失。因为复合材料复杂，零件几何形状和有限的一部分的材料损伤的复杂性和材料状态感应无法通过常规的NDT/ NDE/ NDC的方法来实现。在所有的无损检测的方法中，仅超声的方法是直接地检测到，通过机械的变化，可用于直接评估所述复合结构的机械状态和完整性。无损检测方法多数是基于检测金属的经验。目前许多测试程序不够发达正确的用于直接解决了复合材料结构问题。复合测试仍然需要重新审视新的和先进的测试可用性方法从而更好地适应独特的复合材料的要求。3. 复合材料检测方法的例子自从引进粘接和复合材料的入机身结构，广泛无损检查（NDI）被经常执行，以确保结构完整性。复合材料超声波检测过程通常限于单个点测量横跨复合体的厚度材料和部件的覆盖是通过扫描来实现的。如图超声成像的CT扫描图。 3是在许多航空航天复合材料制造业务中占主导地位的检查工具。现代计算机化的C扫描具有重复性介绍超声波测试超过手动测试的巨大优势。然而，即使用于制造子组件，超声C-扫描时，往往难以执行并且是不实用的，例如在许多复杂的结构配置作为前缘或飞行控制表面的其它复杂的部分。逐点超声波测试箱的复合材料的声音衰减的图像。如图3所示，这些所谓的超声C-扫描图可以潜在地找到机械不连续性，例如分层，冲击损伤或纤维耐疲劳损伤4,5。 图3超声波C扫描的复合板概述与提高超声衰减脱粘区域。超声C扫描地图是非常有效的寻找机械间断，但不能确定材料的力学状态。从门控超声信号产生的各个像素的解释可能是困难和误导的。这项技术最初是适用于测试粘接正在进一步完善和适应的复合应用程序。通过采用先进的传感器，通过多种信号门更好的数据收集和辅助与数字信号处理，新C扫描测试是非常有效的无损检测的工具为复合结构。5尽管在金属检测空隙和裂缝的广泛使用，X射线技术经历了大量的修改才开始用于复合材料的检测。大多数新的系统中使用实时成像，使得在复合材料结构的几何特征能够有效成像。如图4是该复合蜂窝状的实时微焦点X射线图像序列。在现场应用中，X射线可检测液体侵入的细胞中或冲击损伤细胞壁。 图4：复合蜂窝状的放大X射线图像序列。X射线提供对比日提交的细胞并将细胞壁 的非常详细的几何形状的图像。光学方法可用于复合材料的快速大面积的筛选。表面下的复合材料损伤可以通过Sherography可以经常检测。图像在图5中*是这样的结果光学方法敏感性由于蜂窝内部结构缺陷分钟表面的变化一部分。先进的技术，如X射线断层摄影术，激光超声，全息，激光光学，声 - 超声，D-视线，中子射线照相，微波或热时间解决的方法正在开发，将有助于未来NDT复合功能。新兴NDT技术，如在过程监控，原位传感器，遥控传感器，或嵌入式传感器正在成为复合使用的一部分。在加工有机基质复合材料治愈的监测和控制可以保证更好的最终产品4,6,7。将这些无损检测方法相结合，并需要连续监测该复合材料的结构状况，支持健康监测应用程序和最终快速发展结构退化的预算。图5：剪切散斑稳定蜂窝部分显示脱胶和盆栽蜂窝形象维修4. 总结有一种无损检测方法和适用
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