不等厚构件的超声波脱粘检测技术研究

以固体火箭发动机筒体不等厚段为研究对象,采用聚焦探头对不等厚段进行检测,研究了固体火箭发动机筒体不等厚段粘接结构的脱粘超声检测及其信号处理技术.根据获取脱粘和粘好两种状态下回波信号特征,采用了等厚量化和带阻滤波相结合的方法对回波信号进行处理,获得了清晰的脱粘图像.结果表明,基于上述的检测手段和信号处理方法,可以实现不等厚构件的快速准确检测.     

先进复合材料超声无损检测新技术的应用

 针对航空航天高端装备制造与服役过程中复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测、快速检测、现场检测等问题,依托自主研制的新型超声检测系统开展实验研究,基于相控阵超声技术实现碳纤维增强树脂基复合材料L型构件R区孔隙、分层缺陷检测;基于空气耦合超声技术实现蜂窝夹芯复合材料脱黏缺陷检测;基于激光超声技术实现碳纤维树脂基复合材料孔隙、紧固孔分层检测及耐高温复合材料分层缺陷检测。分析了各项技术的关键问题、应用范围和发展方向。研究结果表明,应用超声无损检测新技术可以实现复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测和快速检测,并且可以现场应用。     

声学综合无损检测技术

论述了检测复合材料和胶接结构不连续（缺陷）的新型多模综合无损检测技术。该技术以声与超声检测技术为基础,包含五种不同检测模式,用以检测复合材料与胶接结构的失粘、脱粘、分层、疏松、夹芯压皱及其他缺陷。它适用于复合材料与构件的制造、维修和使用现场。它的适用对象范围广泛,几乎覆盖了现有常用的复合材料和胶接结构。它的检测可靠性高,重复精度好。文章还讨论了组成多膜声学综合胶接检测仪的五种不同检测模式的原理,并从我们和国内外同行的大量实践经验出发,说明了综合无损检测技术的巨大发展前景。     

基于内聚力模型的圆形夹杂与基体界面渐进脱粘分析

采用ABAQUS中基于内聚力模型的Surface-based cohesive方法,对圆形夹杂和基体的二维界面脱粘问题进行了数值分析,通过数值模拟再现了界面的脱粘过程和多个夹杂相互作用对脱粘过程的影响。模拟结果表明,其加载过程的力学行为可划分成3个阶段:无脱粘阶段、渐进脱粘阶段和完全脱粘后。对颗粒复合材料界面脱粘的研究有一定的理论和工程参考价值。     

复合材料及其X射线实时成像检测技术的发展

概述了国内外复合材料的发展,介绍了X射线实时成像检测技术的发展,并分析了复合材料的实时成像检测技术。结果表明,随着今后复合材料的快速发展,X射线实时成像技术在复合材料的检测中必将起到更加重要的作用。     

国内压力容器无损检测技术的现状

介绍了国内压力容器无损检测技术的现状及射线、超声、磁粉和渗透检测的近况。     

超声界面波在充液双金属复合管道中的传播特性分析

随着管道运输行业的发展,复合管道越来越多地应用于机械、能源、化工等领域.利用超声界面波对复合管道的界面位置进行损伤探测成为机械装备超声无损检测研究的新方向.以充液金属复合管道为研究对象,采用多物理场有限元分析软件建立了充液复合管道的有限元模型,利用电信号激励超声界面波,分析了超声界面波在管道中的传播特性,并分析了不同液体对超声界面波的影响.结果表明:与空的复合管道相比,超声界面波在充液复合管道中的传播特性差别明显.在充液双金属复合管道中,超声界面波一部分来自初始激励,另一部分来自液体中激励的超声导波;随着传播的进行,初始激励的超声界面波迁移至固液界面处,形成固-液界面波,并逐渐泄漏至液体中;液体中的超声导波每经过一次管道壁面反射,在固液界面处形成一股新的固-液界面波,从而形成等间隔传播的固-液界面波群组.液体密度影响界面波的能量分布:液体密度越大,界面波能量越分散;液体的纵波波速影响固-液界面波的形成速度:纵波波速越快,固-液界面波形成越快.研究工作和分析结果可为管道损伤检测提供理论依据.     

组元热失配对复合材料界面强度的影响

用粉浆浸渗－层叠热压工艺制得了９种不同组元热失配的复合材料．用金刚锥显微脱粘法测得复合材料的界面强度．研究了组元间不同热失配对界面强度的影响．结果表明：径向热先配愈大，复合材料的界面强度愈高，两者之间存在着近似的指数关系；轴向热失配对界面强度影响则较小．用热残余应力对界面强度影响的计算结果验证了上述结果，两者较好地吻合．     

炭黑颗粒填充橡胶复合材料界面脱粘数值分析

利用双线性内聚力模型对炭黑颗粒填充橡胶复合材料的界面脱粘现象进行模拟仿真.应用数值分析方法,以基于内聚力模型的界面单元来构建界面相,研究了不同炭黑颗粒形状、炭黑弹性模量、炭黑体积分数和最大界面粘结强度对炭黑颗粒填充橡胶复合材料界面脱粘过程的影响.模拟结果表明:光滑的颗粒表面,较小的弹性模量,减小炭黑体积分数以及增大界面粘结强度,能够避免界面脱粘现象过早发生.     

高硅氧复合材料声学特性检测研究

作用自己研制的超声波扫描检测系统对高硅氧复合材料试块进行了多次检测，取得了该材料的一些声学特征值，为继续深入的研究高硅氧复合材料性能提供了一些可靠依据；同时也检测出了该材料中的缺陷、隐患和局部密度不均匀．从缺陷成像轮廓的清晰度看，超声C扫描可以定量检测出高硅氧复合材料中的许多缺陷．     

矩阵理论在黏接结构界面脱黏超声检测方法中的应用

黏接结构界面脱黏的超声检测与评价是一个有难度的前沿性课题。基于传递矩阵方法并将脱黏界面层假定为流体薄层,推导了体波入射下具有流-固（气-固和液-固）耦合界面的脱黏结构中声反射与透射系数表达式。将该方法应用于两层结构并与已有结果对比验证了所推公式的正确性。研究了声波入射角度、频率的变化对具有刚性联接界面的黏接结构和具有流-固耦合界面的脱黏结构中体波传播特性的影响。结果表明,体波在多层结构中的传播模式主要依赖于入射角度、频率等参数。若声波的入射角度和频率取值适当,可以将刚性联接、气-固以及液-固耦合界面进行区分。      

非均匀弹簧界面模型下柱形夹杂物的SH波散射

为了研究SH波对非均匀弹簧界面模型下单个柱形夹杂物的散射问题,通过对界面的离散,解决了在非均匀弹簧界面模型下,波函数正交性条件不能利用的难题,从而将边界条件归结为一个超定线性代数方程组,求解该方程组可求得波函数展开系数.针对Ge-Al复合材料,通过适当选取弹簧常数的周向分布,解决了含裂纹界面的弹性波散射问题,计算了散射...     

锚杆锚固质量的超声导波检测技术研究

采用低频超声纵向导波检测了锚杆的锚固质量.首先研究了调制波类型及激励信号周期数对信号频谱的影响,优选出汉宁窗调制的正弦波信号作为检测信号,然后数值模拟研究了20~100 kHz纵向导波在锚杆锚固段上界面的反射情况,进行了纵向导波在锚杆底端与锚固段上界面反射回波的时间差确定锚固锚杆的脱锚长度,进而确定锚杆的粘结密实度的理论与试验研究,结果表明:随着频率的增大,锚固段上界面的反射回波系数逐渐减小.锚固段上界面反射回波系数的试验与数值模拟结果变化趋势差异较大,原因为传感器具有谐振频率及传感器与锚杆接触面耦合存在能量损失.粘结密实度测定的试验与理论结果吻合较好.      

超塑性固相焊接接头质量的超声成像检测

采用自行研制的超声C扫描成像检测系统,基于对大量焊接面解剖、焊合率的定量金相检测,确定了合理的缺陷灰度阈值,进而对异种钢超塑性固相焊界面的焊合率进行了系统的检测与分析,实验结果表明：该系统能较准确、可靠和快速地检测出异种钢超塑性固相焊界面的焊合状况,并与实际测出的界面缺陷分布情况有较好的一致性,在超塑焊焊接检测的过程中,界面焊合率与其接头抗拉强度呈线性关系。     

预应力管道灌浆质量检测方法的现状和进展

文章通过分类比较的方法,介绍了目前国内外最常用的测试预应力管道灌浆质量的钻芯取样法、电磁波雷达法、X光、γ射线法、弹性波冲击回波法、超声波透射法以及透过等几种测试方法,认为基于冲击弹性波的一系列技术是可行和有发展前途的方法。     

含缺陷盒段类T型结构单元剪切失效分析

界面脱胶或弱胶接是复合材料整体化结构制造过程中出现的主要缺陷形式,对此目前还缺乏成熟的分析手段,从而严重制约了复合材料整体化结构在飞机上的应用。本文首先开展了含界面缺陷/损伤的盒段类T型结构在剪切载荷作用下的失效分析,建立了相应的失效判据和失效分析方法,研究了损伤起始和扩展的过程,以及界面缺陷类型、尺寸对结构性能的影响。最后通过人为制造不同类型和尺寸的界面缺陷试验件的试验,验证了分析方法的有效性。     

基于超声Lamb波技术的储罐底板缺陷检测

 针对储油罐底板长期服役过程中罐底边缘板常发生腐蚀的情况,研发出一种超声Lamb波检测技术,开展了相关实验研究并设计了一套储罐检测自动化装置。对14mm大厚度钢板进行了仿真分析,计算出激发角度曲线,得出其A0模态Lamb波最佳激发角度为70°。设计加工了某2万m³成品油储罐底板1:1实验模型,并使用设计的UT350平板导波检测系统在该模型板上开展了实验,当激励信号频率为490kHz时检测结果最佳。实验结果表明Lamb波A0模态的低频脉冲信号能实现对大型钢板的缺陷检测,具有较好的缺陷识别能力。设计了一套能紧贴储油罐壁自动行走的储罐底板自动化检测装置,该装置可根据储罐边缘板自动调节传感器角度和压紧力,能根据检测效果调节行走速度。实现了对储罐底板缺陷连续、高效、稳定的在线检测过程。研究结果和设计装置实现了对储油罐底板缺陷检测,为储罐安全运行提供了保障。     

复合材料粘接结构弱粘接试件的制备方法

针对复合材料粘接结构强度弱化检测方法研究中的弱粘接试件制备问题,通过改变胶层的固化温度来制备试件。首先制备了铝—铝粘接试件,剪切强度拉伸实验表明:其剪切强度随固化温度的降低而减小。在相同胶粘剂、固化温度条件下,制作了复合材料—橡胶粘接试件,剥离强度拉伸实验表明:其剥离强度随固化温度的降低而降低。研究表明,铝—铝粘接试件的剪切强度随温度变化规律可作为复合材料粘接试件制备工艺的参考指导,通过改变固化温度可以实现对复合材料粘接结构弱粘接试件的制备。