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    復(fù)合材料分層探傷復(fù)合材料探傷

    2013-02-26 14:37:14  來源：謝文清

    復(fù)合材料粘合質(zhì)量的探測(cè)，主要有脈沖反射法、脈沖穿透法及共振法。
       (一)脈沖反射法探測(cè)
        兩層材料復(fù)合時(shí)，其粘合層中的分層(粘合不良)，大多平行于板材表面，用脈沖反射法探測(cè)是一種有效的方法。www.cn-xh.cn
        超聲波在復(fù)合材料中的反射情況(界面波及底波)，主要由兩層復(fù)合材料的聲阻抗差異、復(fù)合層的質(zhì)量以及超聲波在第二層復(fù)合材料中的衰減而定。
                  

        1.縱波探測(cè)兩層復(fù)合材料的聲阻抗相同或接近而復(fù)合質(zhì)量良好時(shí)，界面波(*層與第二層的界面反射波)很低，而底波(第二層的底部反射波)的幅度較高(由第二層材料的超聲衰減情況而定，衰減大時(shí)底波低)‘.兩層復(fù)合材料的聲阻抗相同或接近而復(fù)合質(zhì)量不好(有分層)時(shí)，界面波較高，而底波較低或消失。兩層復(fù)合材料的聲阻抗相差較大而復(fù)合質(zhì)量良好時(shí)，界面波較高，(聲阻抗差異愈大，波幅愈高)而底波較低(由第二層材料的超聲衰減情況而定)。兩層復(fù)合材料的聲阻抗相差較大而復(fù)合質(zhì)量不好時(shí)，界面波更高，而底波甚低或消失。

    圖一所示為幾種聲阻抗及超聲波衰減不同的復(fù)合材料、粘合質(zhì)量的波形。圖中假定超聲波在第二層材料中的傳播時(shí)間為*層中傳播時(shí)間的幾倍。當(dāng)*層復(fù)合材料很薄，在儀器盲區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，界面波不能顯示。粘合質(zhì)量的好壞，主要由底波的有無決定，一般來說，粘合質(zhì)量好時(shí)，有底波(見圖二 a );但第二層材料使超聲波衰減相當(dāng)大時(shí)，粘合質(zhì)量雖好，也可能無底波，此時(shí)可應(yīng)用其他方法探測(cè)(如共振法、蘭姆波法等)。當(dāng)粘合不良時(shí)，則無底波，如圖二 b所示。

    當(dāng)?shù)诙䦟訌?fù)合材料很薄時(shí)，界面波與底波相鄰或迭合在一起，如圖三所示。

        以上所述是假定復(fù)合基體材料中無缺陷，如有缺陷，反射波形將起變化，應(yīng)予注意。復(fù)合材料的質(zhì)量尚可用雙探頭法探測(cè)，如下圖所示，

    適宜于探測(cè)較薄的復(fù)合材料。
        2.橫波探測(cè)，用雙斜探頭以橫波探測(cè)復(fù)合材料的質(zhì)量。選擇適當(dāng)?shù)慕嵌炔⒄{(diào)整兩探頭的相對(duì)位置，使接收探頭能收到從粘合不良(分層)處反射回來的界面波。粘合質(zhì)量好并復(fù)合材料的聲阻抗相同時(shí)，則無界面波;粘合質(zhì)Rt好，而復(fù)合材料的聲阻抗不同時(shí)，則界面波幅度降低。
        3.表面波及蘭姆波探測(cè)用這些方法可探測(cè)厚度小于表面波或蘭姆波波長(zhǎng)的*層復(fù)合材料。用液浸法或接觸法探測(cè)(用單探頭或二個(gè)探頭)時(shí)，如圖五所示。

                    


    調(diào)節(jié)探頭角度及位置，使之只有分層時(shí)(枯合質(zhì)量不好)，才能收到表面波或蘭姆波。(推薦選擇用格Masterscan380M超聲波探傷儀）
        (二)穿透法探測(cè)
        復(fù)合材料尚可采用脈沖穿透法探測(cè)，即用兩個(gè)探頭(一發(fā)、一收)，放在復(fù)合材料的兩相對(duì)面。當(dāng)粘合質(zhì)量良好時(shí)，接收探頭收到的能量大，否則相反。此法特別適于探測(cè)聲阻抗不同的多層復(fù)合材料。如用脈沖反射法時(shí)，每層都有界面波，難以判斷粘合質(zhì)量。對(duì)于探測(cè)極薄的復(fù)合材料時(shí)，也很有效。
        (三)共振法探測(cè)
        共振法適于探測(cè)聲阻抗相近的復(fù)合材料。粘合質(zhì)量好時(shí)，所得厚度為兩層之和。粘合質(zhì)量不好時(shí)，所得厚度只能是復(fù)合材料的*層。
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    謝文清