隨著航空制造技術(shù)的不斷發(fā)展,復(fù)合材料以其高的比強(qiáng)度、比剛度及良好的抗疲勞性和耐腐蝕性獲得廣泛的應(yīng)用。由于影響復(fù)合材料結(jié)構(gòu)完整性的因素甚多,許多工藝參數(shù)的微小差異都會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生缺陷,使得產(chǎn)品質(zhì)量呈現(xiàn)明顯的離散性,這些缺陷嚴(yán)重影響構(gòu)件的機(jī)械性能和完整性,必須通過無損檢測(cè)來鑒別產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量狀況,以確保產(chǎn)品質(zhì)量,滿足設(shè)計(jì)和使用要求。
在役飛機(jī)的無損檢測(cè)是確保飛行安全的必要手段,對(duì)復(fù)合材料部件尤為重要。在役飛機(jī)復(fù)合材料部件的檢測(cè)與生產(chǎn)制造中的檢測(cè)有較大的差別,其特點(diǎn)為:
(1) 在位檢測(cè),即檢測(cè)對(duì)象不動(dòng),檢測(cè)圍繞檢測(cè)對(duì)象來進(jìn)行,檢測(cè)設(shè)備都是移動(dòng)式或者便攜式檢測(cè)設(shè)備;
(2)檢測(cè)對(duì)象都是部件,多為中空結(jié)構(gòu),只能從外部進(jìn)行單側(cè)檢測(cè);
(3)外場(chǎng)檢測(cè),空中作業(yè)多,檢測(cè)工作實(shí)施不便。
航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)類型及其缺陷
航空結(jié)構(gòu)中常用的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主要有纖維增強(qiáng)樹脂層板結(jié)構(gòu)和夾芯結(jié)構(gòu)。纖維增強(qiáng)樹脂層板結(jié)構(gòu)按照材料的不同又分為碳纖維增強(qiáng)樹脂結(jié)構(gòu)(cfrp)和玻璃纖維增強(qiáng)樹脂結(jié)構(gòu)(gfrp);夾芯結(jié)構(gòu)主要是蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)、泡沫夾芯結(jié)構(gòu)和少量的玻璃微珠夾芯結(jié)構(gòu)。
復(fù)合材料構(gòu)件在使用過程中往往會(huì)由于應(yīng)力或環(huán)境因素而產(chǎn)生損傷,以至破壞。復(fù)合材料損傷的產(chǎn)生、擴(kuò)展與金屬結(jié)構(gòu)的損傷擴(kuò)展規(guī)律有比較大的差異,往往在損傷擴(kuò)展到一定的尺度以后,會(huì)迅速擴(kuò)展而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效,所以復(fù)合材料在使用過程中的檢測(cè),就顯得極為重要,也越來越受到人們的重視。
1纖維增強(qiáng)樹脂層板結(jié)構(gòu)中存在的主要缺陷
纖維增強(qiáng)樹脂層板結(jié)構(gòu)在成型過程中往往會(huì)由于工藝原因而產(chǎn)生缺陷,人為操作的隨機(jī)性會(huì)產(chǎn)生夾雜、鋪層錯(cuò)誤等缺陷;固化程控不好會(huì)產(chǎn)生孔隙率超標(biāo)、分層、脫膠等缺陷;在制孔過程和裝配中會(huì)形成孔邊的分層缺陷;使用中由于受載荷、振動(dòng)、濕熱酸堿等環(huán)境因素的綜合作用會(huì)導(dǎo)致初始缺陷(如分層、脫膠)的擴(kuò)展和分層、脫膠、斷裂等新的損傷和破壞的發(fā)生。