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树脂基复合材料缺陷和损伤种类及来源
发布时间: 2021/7/18
树脂基复合材料缺陷和损伤种类及来源
  1、缺陷种类及来源
  缺陷是制件生产过程中产生的先天性问题。缺陷通常有分层、脱胶、压陷、空隙、疏松、富胶、贫胶、翘曲/畸变、铺层方向不准、角度超差、次序不对和厚度超差等Ez96,297],其来源于制造时未严格遵守工艺规范,以及质保和质检措施不力等因素。
  2、损伤种类及来源
  (1)层压板
  层压板结构在使用过程中易产生的损伤主要有以下几种:
  ①表面损伤。一种是复合材料层压结构在服役过程中由于受外来物冲击、雷击或者与其他物体接触会在层压板表面造成划伤、裂口和凹痕等。另一种表面损伤是因受外来冲击等引起的开El裂缝和凹坑等,这种损伤扩展到了复合材料结构内部E2981。
  表面损伤可以用放大镜、手电筒等简易工具通过目视检测确定损伤位置和外观大小,对于第二种表面损伤还应借用专门的检测仪器确定其扩展的深度和严重程度。
  ②分层。分层是复合材料层压结构中最常见的损伤形式,通常主要有两类分层:
  a.位于层压结构内部的分层、织物铺层产生了分离。主要是分层间隙不大,未产生表面可见的鼓包,通常必须利用专用的检测仪器才能检出和确定其大小、深度位置。
  b.边缘分层。常见的边缘分层有两种:一种是在层压结构周边产生的边缘分层;另一种是在复合材料层压结构连接孔周围产生的分层。
  超声是检测这些边缘分层的最有效方法,有些结构和部位的分层,还可以用全息干涉、X射线和热圈等方法检测。
  ③铺层损伤。因纤维断裂和破损而产生的裂缝、撕裂、裂口等是树脂基复合材料层压结构中常见铺层损伤,通常分为两种形式:一种是位于层压结构表面,这种损伤通过目视检测就能发现;另一种是位于层压结构内部或在表面虽有纤维断裂或开口裂痕,但不明显。而内部损伤则较为严重,这种损伤必须借助超声等方法检测,确定其大小和位置。 ’
  ④鼓包。主要是由于铺层间结合质量不良,在外部环境和负载作用下引起的损伤,通常位于胶接界面。用目视检测就可以发现,但其深度位置和损伤的面积等必须用超声等方法检测和评估。
  ⑤冲击损伤。冲击损伤是复合材料层压结构在服役过程中易产生的一种常见损伤。有的冲击损伤用目视检测,其表面损伤情况并不严重,但内部损伤却要严重很多。通常采用超声检测,全息干涉法和热图方法也是冲击损伤的有效检测方法。
  (2)蜂窝加芯结构
  夹层结构在服役过程中产生的常见损伤主要有以下几种:
  ①蒙皮一芯脱黏。在夹层结构中常产生蒙皮间脱黏。用敲击法、阻抗法和谐振法很容易就能检测出这类损伤的范围和大小。
  ②压坑。压坑是夹层结构中易产生的另一类损伤,通常芯被压皱或断裂,可分为两种类型:一类是不脱黏压坑,在结构表面虽然出现压坑,但蒙皮一芯间并未脱黏;另一类是脱黏压坑,蒙皮一芯间产生脱黏。区分这两种损伤具有一定的难度,需要借助阻抗法、超声和X射线等多种检测方法会诊才能确定。
  ③裂口。裂口是夹层结构在服役过程中因冲击等在蒙皮一芯一侧产生的一种损伤形式。用目视检测和敲击法就能很容易确定其损伤区域。
  ④蒙皮一芯损伤。夹层结构在服役过程中最易产生的蒙皮一芯损伤有两种形式:一种是在一侧蒙皮和芯区都产生了损伤;另一种是在两侧蒙皮和芯区都产生了损伤。这两种损伤都有可能伴随产生脱黏和芯损伤,需要借助目视检测、敲击法及X射线等方法检测和综合评定。
  (3)加筋结构
  加筋结构在服役过程中产生的常见损伤主要有以下几种:
  ①蒙皮一筋条脱黏。蒙皮一筋条脱黏是夹层结构中产生的常见蒙皮间脱黏。用敲击法、阻抗法和谐振法就能很容易检测出这类损伤的范围和大小。
  ②裂口。裂口是夹层结构在服役过程中因冲击等在蒙皮一筋一侧产生的一种损伤形式。用目视检测和敲击法就能很容易确定其损伤区域。
  ③蒙皮一筋损伤。夹层结构在服役过程中最易产生的蒙皮一筋损伤有两种形式:一种是在一侧蒙皮和筋区都产生了损伤;另一种是在两侧蒙皮和筋区都产生了损伤。这两种损伤都有可能伴随产生脱黏和芯损伤,需要借助目视检测、敲击法及X射线等方法检测和综合评定。
  要对以上介绍的各种损伤的性质、类型、部位和大小都能准确地进行检测和评估,通常是相当困难的,除了必须选择正确的检测方法和检测手段,并对所采用的检测方法有相当的了解和熟悉外,还应对被检测结构有一定的背景知识和检测经验。
 
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