復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及材料領域，提供一種復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法，包括：選取與被檢件相同的材料、形式、固化工藝參數(shù)成型復合材料層壓板作為對比試塊，在所述對比試塊上加工各種孔徑的通孔；分別在所述通孔的上、中、下三個不同深度上鉆制要求檢出分層尺寸的臺階孔；用所述有臺階孔的對比試塊檢測超聲波孔邊緣分層檢測儀器。本發(fā)明制作出的對比試塊中的孔邊緣分層尺寸非常精確，簡單易行，可操作性強，對卻為超聲波孔邊緣分層檢測的靈敏度調(diào)整提供基準，為分層尺寸的定量分析提供了可能，為驗證孔邊緣分層尺寸的檢測能力及檢測方法的選擇提供了物質(zhì)條件。
【專利說明】復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領域，尤其涉及一種復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法。
【背景技術】
[0002]目前復合材料層壓板機加孔邊緣要求進行分層缺陷檢測時，檢測人員通常只能采用常規(guī)目視觀測的辦法，有時配合放大鏡或手電筒目視觀測，以孔邊緣是否存在見白區(qū)或是否存在毛刺作為評判依據(jù)，無法評定機加孔邊緣分層的尺寸是否超出設計要求。超聲波是檢測復合材料層壓板分層缺陷的一種有效技術手段，但是目前卻沒有一個好的孔邊緣分層缺陷的模擬方法，檢測人員通常以平板區(qū)建立的靈敏度在孔邊緣進行掃查，有指示信號即上報。沒有采用合適的方法制作孔邊緣分層對比試塊，這制約了超聲波檢測對機加孔邊緣分層缺陷的評定，無法驗證當前使用的檢測系統(tǒng)能否有效發(fā)現(xiàn)要求的分層缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題:提出一種復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法，準確控制孔邊緣分層的邊界尺寸，以解決目前超聲波檢測時沒有孔邊緣分層對比試塊的現(xiàn)狀。
[0004]本發(fā)明的技術方案:復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法，包括:
[0005]選取與被檢件相同的材料、形式、固化工藝參數(shù)成型復合材料層壓板作為對比試塊，在所述對比試塊上加工各種孔徑的通孔；
[0006]分別在所述通孔的上、中、下三個不同深度上鉆制要求檢出分層尺寸的臺階孔；
[0007]用所述有臺階孔的對比試塊檢測超聲波孔邊緣分層檢測儀器。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明制作出的對比試塊中的孔邊緣分層尺寸非常精確，簡單易行，可操作性強，對卻為超聲波孔邊緣分層檢測的靈敏度調(diào)整提供基準，為分層尺寸的定量分析提供了可能，為驗證孔邊緣分層尺寸的檢測能力及檢測方法的選擇提供了物質(zhì)條件。同時可有效地指導現(xiàn)場檢測人員對孔邊緣分層檢測的實施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為探頭檢測對比試塊示意圖。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明提出了一種層壓結(jié)構(gòu)機加孔邊緣分層缺陷的模擬方法，主要的原理是:超聲波在被檢材料中傳播時遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面產(chǎn)生反射后，被超聲波探傷儀接收并通過信號的指示發(fā)現(xiàn)缺陷。分層是層壓結(jié)構(gòu)鋪層之間出現(xiàn)的分離，采用超聲波檢測時，由于分層后鋪層之間空氣的存在使超聲波反射回來在儀器屏幕上形成分層指示信號，這就如同分層位置下面的鋪層不存在一樣。因此可以采用機加臺階孔(見附圖中的說明)的方式對分層缺陷進行有效的模擬。
[0011]本發(fā)明的技術解決方案如下:
[0012]1、機加孔邊緣對比試塊的設計:
[0013]設計的試塊鋪層順序、方向和孔徑應與被檢產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一致，并根據(jù)被檢產(chǎn)品的孔邊緣分層檢測要求確定層壓結(jié)構(gòu)中孔邊緣分層缺陷尺寸。
[0014]2、層壓結(jié)構(gòu)對比試塊的制作:
[0015]采用與被檢件結(jié)構(gòu)形式相同的工裝，按要求在工裝上刷涂脫模劑。采用與被檢件相同的材料、鋪層順序和方向進行鋪層、糊制真空袋、選用與被檢件相同的固化溫度、壓力、時間等工藝參數(shù)固化復合材料層壓板。如果厚度在要求的公差范圍內(nèi)，超聲波衰減測試均勻，則該試塊可進行后續(xù)的加工處理。
[0016]3、鉆孔:
[0017]采用數(shù)控機床按照產(chǎn)品圖紙上規(guī)定的各種孔徑鉆孔，為了避免各孔之間的間距過小影響后續(xù)超聲波測試，各孔之間的間距應至少保持30mm以上。
[0018]4、分層缺陷的模擬
[0019]根據(jù)設計規(guī)定的孔邊緣分層尺寸，選用適當?shù)你@頭在各機加孔處同軸鉆制臺階孔，保證臺階寬度即為不允許的孔邊緣分層尺寸。為了驗證超聲波檢測系統(tǒng)可以分辯出在層壓結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個深度上的分層缺陷，臺階孔的深度應當距離層壓板下表面兩層的深度、中間兩層的深度、及距離上表面兩層的深度。
[0020]這種方法避免了常規(guī)預制人工缺陷無法準確定義分層邊界的缺點。通常的復合材料層壓結(jié)構(gòu)要求檢測的分層尺寸都大于探頭直徑，缺陷邊界定義的準確性對分層缺陷判斷的沒有過多影響。而孔邊緣要求檢出的分層尺寸通常小于探頭直徑的一半，缺陷邊界定義的準確性對驗證檢測系統(tǒng)的檢測能力至關重要。
[0021]5、脈沖反射法檢測系統(tǒng)能力的驗證:
[0022]如圖1所示，選擇合適的探頭(檢測層壓板通常采用頻率為5MHz，直徑為0.25"帶延遲塊的探頭)，采用脈沖反射法對孔邊緣分層對比試塊進行超聲波檢測，將良好區(qū)的底面反射波調(diào)整到熒光屏高度的80%，以此靈敏度檢測各孔處的臺階，觀察熒光屏上是否有清晰的分層反射波信號，驗證系統(tǒng)的孔邊緣分層檢測能力。如果臺階反射信號在屏幕上可清晰地分辨，則該系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)要求的孔邊緣分層。
【權(quán)利要求】
1.復合材料層壓板機加孔邊緣脈沖反射法分層缺陷模擬方法，其特征在于，包括:選取與被檢件相同的材料、形式、固化工藝參數(shù)成型復合材料層壓板作為對比試塊，在所述對比試塊上加工各種孔徑的通孔； 分別在所述通孔的上、中、下三個不同深度上鉆制要求檢出分層尺寸的臺階孔； 用所述有臺階孔的對比試塊檢測超聲波孔邊緣分層檢測儀器。
【文檔編號】G01N29/04GK103529121SQ201210232982
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】趙玉瑩 申請人:哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責任公司