RTM复合材料中分层缺陷的超声表征及量化分析

复合材料科学与工程 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (6): 68-73.

RTM复合材料中分层缺陷的超声表征及量化分析

史俊伟, 刘松平^*, 刘菲菲, 杨玉森

中国航空制造技术研究院复合材料技术中心,北京101300

收稿日期:2019-10-08 出版日期:2020-06-28 发布日期:2020-06-28
通讯作者: 刘松平(1962-),男,博士,研究员,博士生导师,研究方向为复合材料及焊接无损检测与评估,liusping2014@163.com。
作者简介:史俊伟(1985-),男,硕士,工程师,主要从事复合材料及焊接无损检测技术方面的研究。
基金资助:
牙体组织声成像方法研究(61571409)

ULTRASONIC CHARACTERIZATION AND QUANTITATIVE ANALYSIS FOR DELAMINATION IN RTM COMPOSITES

SHI Jun-wei, LIU Song-ping^*, LIU Fei-fei, YANG Yu-shen

AVIC Manufacturing Technology Institute Composite Technology Center, Beijing 101300, China

Received:2019-10-08 Online:2020-06-28 Published:2020-06-28

摘要/Abstract

摘要： 以ZT7H/QY8911碳纤维增强树脂基RTM工艺成型复合材料为研究对象,通过预埋单层聚四氟乙烯薄膜(PTFE)模拟不同尺寸(=3 mm,6 mm,10 mm)和不同深度(近上表面、中间深度、近下表明)的分层缺陷,制备了RTM复合材料超声检测试样。基于水浸式超声反射法对缺陷进行超声A-Scan、B-Scan和C-Scan检测表征,并对检测结果进行量化分析。结果表明:超声反射法对RTM复合材料层压板中分层缺陷具有定性、定量检测能力,超声A-Scan检测信号中幅值、相位、时域渡越等特征量与缺陷的尺寸、深度、性质等具有相关性,超声B-Scan检测可以对缺陷深度进行表征,超声C-Scan可以对缺陷尺寸进行表征,深度方向检测分辨率达1个铺层厚度,缺陷尺寸的检测偏差≤1.0 mm。

关键词: RTM复合材料, 超声无损检测, 脉冲反射法, 超声A-Scan, 超声B-Scan, 超声C-Scan

Abstract: Regarding ZT7H/QY8911 carbon fiber reinforced resin matrix composites as research object, this paper prepared specimens using resin transfer molding processes (RTM) with simulated delamination by imbedding polytetrafluoroethylene (PTFE) film with different diameters (=3 mm, 6 mm, 10 mm) and different depth (near-upper-surface, mid-depth and near-lower-surface). Delamination was visually detected and quantitatively analyzed by ultrasonic A-Scan, B-Scan and C-Scan based on water-immersed ultrasonic pulse-echo reflection method. The result shows that the ultrasonic pulse-echo reflection method possesses qualitative and quantitative testing capacity for detecting delamination in RTM composite. The amplitude, phase and transit time of ultrasonic A-Scan signal have correlations with the size, depth and property of delamination. Ultrasonic B-Scan can characterize the defect depth as images with depth detection resolution up to one-ply thickness, while ultrasonic C-Scan can characterize the defect size as images with size detection deviation ≤1.0 mm.

Key words: RTM composite, ultrasonic nondestructive testing, pulse-echo reflection, ultrasonic A-Scan, ultrasonic B-Scan, ultrasonic C-Scan

中图分类号:

TB332

史俊伟, 刘松平, 刘菲菲, 杨玉森. RTM复合材料中分层缺陷的超声表征及量化分析[J]. 复合材料科学与工程, 2020, 0(6): 68-73.

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