飞机复合材料结构损伤与检测-复合材料结构损伤检测方法

分层敲击检测仪根据敲击构件时的声音分析判断损伤原理，目前人们研制出了分层敲击检测仪。分层敲击检测仪以恒定敲击力度敲击构件表面，然后通过接收并分析敲击声音判断构件损伤情况，并通过警告灯、发声手段等提醒检查人员。分层敲击检测仪分层敲击检测仪消除了人工敲击检查主要依赖检查人员对敲击声音的判断辨别能力，可避免环境干扰并提高了较小尺寸缺陷的检测能力。分层敲击检测仪的优点日本MITSUI公司生产的“WP-632/632M型啄木鸟（woodpecker)”是一种带有声光报警、操作简便的分层敲击检测仪，如图5.9示。其工作原理为：首先采用标准试块或选择被检查部件符合粘接质量要求区域作为检测基准，然后使用WP-632敲击被检测区域并通过声音差异分析判断是否存在分层。如果发现分层，检测仪的“红色”指示灯亮并有报警声。如果将WP-632连接到WP-632M上，WP-632检测数据可详细地显示在WP-632M的液晶显示器上并存储。通过数据线，还可将检测数据传送到个人电脑。“啄木鸟”检测仪红外成像检测法

红外成像检测法

Infraredthermography红外线成像检测法利用被检物体不连续性缺陷区域热传导性能不同导致的物体表面红外辐射能力差异，通过红外摄像将红外辐射差异转化为可见的温度图像，从而确定物体损伤或缺陷。红外成像检测法特点红外线照相检测法也是一种非接触式检测方法。它具有灵敏度高、检测效率高和缺陷显示直观等优点，可用于检测复合材料结构件的脱胶、分层以及蜂窝夹芯结构中的积水。9检测雷达罩积水应用10检测出蜂窝夹芯结构的积水区域11

复合材料面板与蜂窝芯脱胶目视检测

目视检测

（Visualinspection）

目视检测是最简单、成本最低的无损检查方法(NDI)，用于检查发现复合材料结构表面的冲击损伤和过热、雷击等损伤。目视检测是飞机结构最常用和最基本的损伤检测方法。绝大部分结构损伤均通过目视检测检查发现。目视检查的基本要求和关键，是清楚被检查区域结构可能存在的缺陷类型，并知道各种结构损伤的外部特征或迹象：过热或雷击——漆层变色、鼓包，构件烧蚀等冲击损伤——擦伤、划伤、穿孔、裂纹、漆层开裂或脱落、压痕以及构件边缘分层和脱胶

目视检测

辅助检查工具无法检测发现复合材料构件内部分层、脱胶，蜂窝夹芯塌陷、积水和腐蚀等损伤无法确定复合材料构件内部损伤的损伤程度和范围。复合材料构件内部损伤或者缺陷需要采用敲击法、超声波、Ｘ射线、红外热成像等特殊无损检测方法(SDET)检测发现。目视检查的局限性敲击法

敲击法（TAPTEST）敲击法是一种采用硬币、专用敲击棒、敲击锤或者敲击仪等轻轻敲击复合材料结构表面，通过辨听敲击构件时的声音变化来确定损伤的检测方法。敲击检查常用于检测发现复合材料构件内部的分层、脱胶，尤其适合确定分层区域。敲击法具有成本低、简便易行，一般作为其他特殊无损检测方法的前期检测或补充检测手段，具有较高的实用价值。采用硬币、敲击棒或者敲击锤敲击复合材料结构表面时，未分层或者脱胶区域的声音比较清脆，而分层或者脱胶区域的声音则比较沉闷。损伤判断方法敲击法检测结构是否存在分层或者脱胶时，要求周围环境比较安静。嘈杂环境对损伤检测结果有一定影响。除此之外，检查者的工作经验对检测结果的影响也比较大。当铺层数复合材料构件铺层数超过3层之后，敲击检查结果并不一定可靠。敲击法适用于铺层数不超过３层的层合板分层损伤检测。敲击检查的局限性波音飞机公司推荐的敲击棒可以从波音公司购买，也可采用铜、铝或钢材等材料自行加工制作。敲击棒制作尺寸和构型要求，如图5.5所示。空客飞机《无损检测手册》推荐的敲击棒和敲击锤尺寸、构型，如图5.7所示复合材料结构敲击检查所用敲击棒的重量不得超过114克。敲击棒或者敲击锤敲击棒敲击方式分为矩阵式和圆周式两种矩阵式适用于没有修理过的结构区域分层/脱胶检测圆周式适用于修理过的结构区域分层/脱胶检测敲击检查时，敲击扩大区域至少是缺陷区域尺寸的1/3敲击检查方法最小检测区域