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基于一次底波法的玻璃钢容器厚度测量方法研究

玻璃钢由于具有质量轻、强度高和耐热性好等优点,在航空航天、民用产业等领域得到了广泛的应用.对于在役的玻璃钢制品,由于长时间的分化腐蚀或制品中存在分层缺陷等原因,会造成材料厚度发生变化.对于很难找到材料二次底波的高衰减玻璃钢,提出了一种利用一次底波来测量声速,进而求得材料厚度的方法.实验结果表明,利用一次底波法测量几种材料的厚度,误差为±0.15 mm.利用这种方法测量高衰减玻璃钢的厚度是可行的,对于高衰减玻璃钢现场测厚有很大的指导意义.

关键词: 玻璃钢 , 一次底波 , 测厚 , 高衰减

RTM碳纤维复合材料宏观缺陷超声表征及分析

陆铭慧 , 王俊东 , 张毅萍 , 李沛芮 , 张雪松 , 郑善朴 , 江淑玲

玻璃钢/复合材料

以RTM碳纤维复合材料为研究对象,通过超声特征扫描成像系统对大量试样进行检测,由理论可知,超声波的反射特性会随着宏观缺陷类型的不同而不同.首先从理论上分析各缺陷的反射特性,然后找出不同的宏观自然缺陷,归纳总结各种缺陷对应的图像特点,再采取破坏方法对试样进行切割、打磨,通过显微镜观察不同缺陷形貌特征.结果表明,超声特征扫描成像系统可以检测并分辨出不同的宏观缺陷,通过观察缺陷金相图可知不同类型缺陷形貌特征也各不相同,为RTM碳纤维复合材料宏观缺陷检测及形貌研究提供了一种可行方案.

关键词: RTM , 宏观缺陷 , 形貌特征

复合板材的超声特征扫描成像检测

李庆 , 王海芳 , 陈以方 , 陆铭慧

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.08.013

介绍特征扫描(F-scan)超声成像检测技术,研制复合薄壁板材的特征扫描超声自动成像检测系统,通过此系统提取复合材料中缺陷的特征参数,对检测结果进行多种形式(B,C,F,相位特征)成像,在适当的判断条件下,实现缺陷的判断和识别.超声波层析图像表明:此设计实现层状复合材料层间粘结情况、层状材料中密度分布状态的分析和直观显示.

关键词: 特征扫描 , 层状板 , 复合材料

声学法测量复合绝缘子弹性常数

陆铭慧 , 杨奕 , 陈以方 , 付德永

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.11.013

提出了一种实用的声学法测量复合材料弹性常数的方法.依据复合材料中声波速度与材料弹性常数之间的本构关系,测量不同传播方向的少数几个声速,就可以得到其弹性常数矩阵.以复合绝缘子为测量样品,为提高测量横波的精度,根据超声波在边界上的波型转换条件,使用常规纵波探头对由掠入射纵波产生的横波进行测量.

关键词: 复合材料 , 弹性常数矩阵 , 声学法测量

连续纤维增韧陶瓷基复合材料声学参量评价均匀性方法研究

陆铭慧 , 段涵呓

玻璃钢/复合材料

连续纤维增韧陶瓷基复合材料具有优良的超高温性能,是航空航天领域高温构件的新型材料,近年来已进入实际使用阶段.研究该材料的无损检测方法对制备过程参数优化、成品质量控制及材料性能表征等都具有很大意义.分析连续纤维增韧陶瓷基复合材料的制作方式和材料特性,发现该材料具有高衰减的特性,对传统复合材料超声检测方法进行改进,采用穿透法准确了解该材料的声学特性,对声速、声衰减等参量进行测量并对数据进行成像,选择“声速值”与“幅值灰度图”的变异系数这两个指标,作为表征材料均匀性的指标.实验结果表明,声速表征的密度均匀性与声衰减表征的孔隙均匀性结果一致,说明材料的密度不均匀是由孔隙不均造成的,最终实现控制材料孔隙率以控制材料质量.

关键词: 连续纤维增韧陶瓷基复合材料 , 穿透法 , 材料均匀性 , 变异系数

CFRP夹层结构超声特征成像检测

陆铭慧 , 冯君伟 , 刘勋丰 , 陈巍

宇航材料工艺 doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.03.018

采用便携式超声特征成像检测系统全波列采集检测信号,通过对缺陷特征信号的提取和重构,实现自动识别,可适用于曲面等不规则面的检测,定量精度达到0.1 mm.实验结果表明低频窄带超声换能器能够减小铜网对声波的衰减和畸变,超声特征成像层析成像方法可以对表面铜网结构CFRP泡沫夹层中分层、冲击和脱粘缺陷进行识别并精确定位和定量.检测方法快捷准确、重复性好、可靠性高.

关键词: 超声特征成像 , 表面铜网结构CFRP泡沫夹层 , 分层 , 冲击 , 脱粘

T形焊缝超声相控阵检测的计算机辅助技术

陆铭慧 , 程俊 , 张颖

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.01.008

超声相控阵技术在T形焊缝中的应用表现出其明显优势,但声波在T形焊缝中的辐射区域不能形象界定,且回波来源的位置得不到准确地判断.针对T形焊缝的结构编译了超声相控阵检测辅助软件,对试样中的人工孔检测表明:采用计算机辅助技术可以实现T形焊缝超声相控阵扇扫声束覆盖及回波信号的识别.

关键词: T形焊缝 , 超声相控阵 , 声束覆盖 , 计算机辅助

复合材料孔隙含量超声多参量评价方法研究

陆铭慧 , 李沛芮 , 王旭

玻璃钢/复合材料

复合材料由于其强度高、疲劳强度好等优点,在航空航天领域应用十分广泛.然而在其制备过程中易产生孔隙微缺陷,显著地降低了材料的最终力学性能.提出一种复合材料孔隙含量超声多参量评价方法,通过对超声相对非线性系数的测量,并对比研究声速、声衰减测量方法,建立复合材料孔隙微缺陷与各参量的定量联系和评价方法.实验结果表明,可采用超声相对非线性系数、声速和声衰减系数评价复合材料孔隙含量,其中声速能快速地反映复合材料的致密性,声衰减系数在一定尺寸范围内评价更加精准,对于声速和声衰减系数变化不明显的试块,采用超声相对非线性系数评价,为复合材料孔隙含量评价的研究提供了参考.

关键词: 复合材料 , 超声检测 , 孔隙 , 多参量

CFCC的几种声学参量表征方法比较

陆铭慧 , 段涵呓 , 王旭

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.06.011

化学气相渗透(CVI)制备的CFCC的质量控制非常困难.研究该材料质量的无损检测方法对材料使用及性能表征等都具有重要意义.针对声衰减严重的问题,采用穿透法测量各声学参量,用声速、衰减、非线性等相关参量评价材料的均匀性,同时用金相法进行对比测试.结果表明:声速、衰减、非线性等参量可准确地评价材料均匀性,其中声速评价是最成熟的表征方法.

关键词: 连续纤维增韧陶瓷基复合材料 , 穿透法 , 声学参量 , 非线性 , 材料均匀性