一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法技术

本发明专利技术属于壁板检测技术领域，公开一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法。线阵列相控阵探头安装在内部充满水的探头靴内，探头靴外边沿与待检测零件表面直接接触且曲率与零件曲率匹配；线阵列相控阵探头电子控制超声声束，通过探头靴内部水进入零件内部，实现探头覆盖区域超声声束电子扫查；机械扫查装置携带相控阵探头靴在待检测零件表面做格栅式机械扫查。本发明专利技术保证良好的耦合效果，探头靴水层厚度足够大，避免水‑零件二次界面信号对零件超声信的影响。根据相控阵超声系统脉冲重复频率、探头晶片数量、相控参数，融合设计自动化系统机械扫查及步进方向、行步进、点步进、扫查速度等机械参数，保证扫查过程中无数据丢失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及壁板检测，尤其涉及一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法。

技术介绍

1、碳纤维复合材料具有高的比强度和比模量、良好的抗疲劳性、减震性、高温性、成型工艺性和破坏安全性，是一种多能和多用的功能材料和结构材料。近年来，随着碳纤维复合材料在航空结构上应用比例的提升以及碳纤维复合材料结构越来越复杂的变化趋势，碳纤维复合材料的内部质量与飞机的服役安全密切相关，飞机制造商对碳纤维复合材料的无损检测方法有了更高的要求：高效、快速，适应于复杂结构的实时、在线检测。

2、超声检测是碳纤维复合材料无损检测的常用方法，针对制造阶段的碳纤维复合材料零件，优先采用自动化成像检测方式，常见的超声自动化检测方法为非接触喷水穿透法，即检测系统具有两个探头，分别放置在零件两侧，探头安装在喷嘴内部，一个探头发出的超声波通过喷嘴喷出的水进入到零件内部，另一个探头通过喷嘴喷出的水接收来自零件的超声波，系统将接收到的超声波与被检零件的位置信息严格对应，形成灰度与超声衰减对应的二维灰度图像。

3、上述方法存在的弊端是：1)仅能提供零件内部不连续性引起的超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法，其特征在于，线阵列相控阵探头安装在内部充满水的探头靴内，探头靴外边沿与待检测零件表面直接接触且其曲率与零件曲率匹配；线阵列相控阵探头发出的电子控制的超声声束，通过探头靴内部的水进入零件内部，实现探头覆盖区域的超声声束电子扫查；自动化检测系统的机械扫查装置携带相控阵探头靴在待检测零件表面做格栅式机械扫查。

2.根据权利要求1所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法，其特征在于，所述线阵列相控阵探头(A)为多个探头晶片平行排列而成；所述探头晶片数量N按照以下公式选择：N×a+(N-1)×g≤Rp/20；a为单个探头晶片沿晶片排列...

【技术特征摘要】

1.一种航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法，其特征在于，线阵列相控阵探头安装在内部充满水的探头靴内，探头靴外边沿与待检测零件表面直接接触且其曲率与零件曲率匹配；线阵列相控阵探头发出的电子控制的超声声束，通过探头靴内部的水进入零件内部，实现探头覆盖区域的超声声束电子扫查；自动化检测系统的机械扫查装置携带相控阵探头靴在待检测零件表面做格栅式机械扫查。

2.根据权利要求1所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法，其特征在于，所述线阵列相控阵探头(a)为多个探头晶片平行排列而成；所述探头晶片数量n按照以下公式选择：n×a+(n-1)×g≤rp/20；a为单个探头晶片沿晶片排列方向的尺寸，即晶片宽度；g为沿晶片排列方向相邻两个晶片边缘的距离；rp为零件曲率。

3.根据权利要求1或2所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法，其特征在于，所述线阵列相控阵探头频率为5mhz。

4.根据权利要求1所述的航空碳纤维复合材料壁板内部缺陷检测方法，其特征在于，所述探头靴(9)为ω形水浸式探头靴，探头靴外边沿曲率与零件曲率r匹配，线阵列相控阵探头内置在探头靴内部，检测时探头靴内部充满水，水层厚度hw按以下公式选择：0.3dw≤hw≤0.6dw；dw为水中超声近场区长度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，王珏，刘春秘，辛运涛，杜永强，张振宇，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：