CN103529121B - 复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法 - Google Patents
复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及材料领域，提供一种复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法，包括：选取与被检件相同的材料、形式、固化工艺参数成型复合材料层压板作为对比试块，在所述对比试块上加工各种孔径的通孔；分别在所述通孔的上、中、下三个不同深度上钻制要求检出分层尺寸的台阶孔；用所述有台阶孔的对比试块检测超声波孔边缘分层检测仪器。本发明制作出的对比试块中的孔边缘分层尺寸非常精确，简单易行，可操作性强，对却为超声波孔边缘分层检测的灵敏度调整提供基准，为分层尺寸的定量分析提供了可能，为验证孔边缘分层尺寸的检测能力及检测方法的选择提供了物质条件。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法。
背景技术
目前复合材料层压板机加孔边缘要求进行分层缺陷检测时，检测人员通常只能采用常规目视观测的办法，有时配合放大镜或手电筒目视观测，以孔边缘是否存在见白区或是否存在毛刺作为评判依据，无法评定机加孔边缘分层的尺寸是否超出设计要求。超声波是检测复合材料层压板分层缺陷的一种有效技术手段，但是目前却没有一个好的孔边缘分层缺陷的模拟方法，检测人员通常以平板区建立的灵敏度在孔边缘进行扫查，有指示信号即上报。没有采用合适的方法制作孔边缘分层对比试块，这制约了超声波检测对机加孔边缘分层缺陷的评定，无法验证当前使用的检测系统能否有效发现要求的分层缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提出一种复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法，准确控制孔边缘分层的边界尺寸，以解决目前超声波检测时没有孔边缘分层对比试块的现状。
本发明的技术方案：复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法，包括：
选取与被检件相同的材料、形式、固化工艺参数成型复合材料层压板作为对比试块，在所述对比试块上加工各种孔径的通孔；
分别在所述通孔的上、中、下三个不同深度上钻制要求检出分层尺寸的台阶孔；
用所述有台阶孔的对比试块检测超声波孔边缘分层检测仪器。
本发明的有益效果：本发明制作出的对比试块中的孔边缘分层尺寸非常精确，简单易行，可操作性强，对却为超声波孔边缘分层检测的灵敏度调整提供基准，为分层尺寸的定量分析提供了可能，为验证孔边缘分层尺寸的检测能力及检测方法的选择提供了物质条件。同时可有效地指导现场检测人员对孔边缘分层检测的实施。
附图说明
图1为探头检测对比试块示意图。
具体实施方式
本发明提出了一种层压结构机加孔边缘分层缺陷的模拟方法，主要的原理是：超声波在被检材料中传播时遇到声阻抗不同的异质界面产生反射后，被超声波探伤仪接收并通过信号的指示发现缺陷。分层是层压结构铺层之间出现的分离，采用超声波检测时，由于分层后铺层之间空气的存在使超声波反射回来在仪器屏幕上形成分层指示信号，这就如同分层位置下面的铺层不存在一样。因此可以采用机加台阶孔(见附图中的说明)的方式对分层缺陷进行有效的模拟。
本发明的技术解决方案如下：
1、机加孔边缘对比试块的设计：
设计的试块铺层顺序、方向和孔径应与被检产品结构一致，并根据被检产品的孔边缘分层检测要求确定层压结构中孔边缘分层缺陷尺寸。
2、层压结构对比试块的制作：
采用与被检件结构形式相同的工装，按要求在工装上刷涂脱模剂。采用与被检件相同的材料、铺层顺序和方向进行铺层、糊制真空袋、选用与被检件相同的固化温度、压力、时间等工艺参数固化复合材料层压板。如果厚度在要求的公差范围内，超声波衰减测试均匀，则该试块可进行后续的加工处理。
3、钻孔：
采用数控机床按照产品图纸上规定的各种孔径钻孔,为了避免各孔之间的间距过小影响后续超声波测试，各孔之间的间距应至少保持30mm以上。
4、分层缺陷的模拟
根据设计规定的孔边缘分层尺寸，选用适当的钻头在各机加孔处同轴钻制台阶孔，保证台阶宽度即为不允许的孔边缘分层尺寸。为了验证超声波检测系统可以分辩出在层压结构内部各个深度上的分层缺陷，台阶孔的深度应当距离层压板下表面两层的深度、中间两层的深度、及距离上表面两层的深度。
这种方法避免了常规预制人工缺陷无法准确定义分层边界的缺点。通常的复合材料层压结构要求检测的分层尺寸都大于探头直径，缺陷边界定义的准确性对分层缺陷判断的没有过多影响。而孔边缘要求检出的分层尺寸通常小于探头直径的一半，缺陷边界定义的准确性对验证检测系统的检测能力至关重要。
5、脉冲反射法检测系统能力的验证：
如图1所示，选择合适的探头1(检测层压板通常采用频率为5MHz,直径为0.25″带延迟块的探头)，采用脉冲反射法对孔边缘分层对比试块进行超声波检测，将良好区的底面反射波调整到荧光屏高度的80％，以此灵敏度检测各孔处的台阶A、B、C，观察荧光屏上是否有清晰的分层反射波信号，验证系统的孔边缘分层检测能力。如果台阶反射信号在屏幕上可清晰地分辨，则该系统能够发现要求的孔边缘分层。
Claims (1)
1.复合材料层压板机加孔边缘脉冲反射法分层缺陷模拟方法，其特征在于，包括：
选取与被检件相同的材料、形式、固化工艺参数成型复合材料层压板作为对比试块，在所述对比试块上加工各种孔径的通孔；
分别在所述通孔的上、中、下三个不同深度上钻制要求检出分层尺寸的台阶孔；
用所述有台阶孔的对比试块检测超声波孔边缘分层检测仪器。
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