BondMaster 600復(fù)合材料粘接渦流探傷儀

應(yīng)用

可靠的結(jié)合對于飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在整個使用壽命中的完整性至關(guān)重要。因此，已經(jīng)開發(fā)出無損檢測方法來評估維護期間的粘合質(zhì)量。本應(yīng)用筆記回顧了近開發(fā)的幾種提高檢查可靠性的方法。

背景 OLYMPUS奧林巴斯云南*代理-上海玖橫儀器有限公司

復(fù)合材料在飛機制造中的用途正在急劇增長。大型商用機身制造商已大大增加了其商用飛機中復(fù)合材料的使用。支線和公務(wù)機制造商也增加了復(fù)合材料的使用。在軍用飛機上也觀察到了相同的增長。 

由于飛機結(jié)構(gòu)會受到撞擊和雷擊，因此需要可靠且有效的無損檢測（NDT）方法來快速評估可能的損壞。世界各地的NDT檢查員必須易于使用這些方法和必要的儀器，以確保維護檢查期間測試結(jié)果的*性。 

對飛機結(jié)構(gòu)的撞擊會導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)的不同類型的損壞。損傷將取決于復(fù)合部件的性質(zhì)，其組成和密度。在復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)上，沖擊產(chǎn)生的缺陷主要是機身不同層與機翼蒙皮之間的分層。但是，撞擊也會導(dǎo)致蒙皮與加強筋之間的剝離。這種剝離會嚴(yán)重?fù)p害這些層壓結(jié)構(gòu)的完整性。 圖1：分層結(jié)構(gòu)中的分層  OLYMPUS奧林巴斯黑龍江*代理-上海玖橫儀器有限公司




由夾層碳皮之間的蜂窩狀芯結(jié)構(gòu)（NOMEX等）的三明治組成的復(fù)合三明治結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不同類型的損壞。撞擊后會發(fā)現(xiàn)以下缺陷： 
A型-平行于表面的CFRP外皮層之間的分層 
B型-外皮與蜂窩狀芯之間的剝離 
C型-與檢查表面平行的破裂蜂窩狀芯 
D型- 
E型平行區(qū)域中的破碎蜂窩狀芯 -內(nèi)部表層與蜂窩狀芯之間的剝離 
F型-蜂窩狀芯中的流體進入 圖2


：復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)中的損壞

解決方案和設(shè)備

多模式聲學(xué)  粘合測試OLYMPUS奧林巴斯吉林*代理-上海玖橫儀器有限公司

Olympus Bondmaster 600是一種多模式超聲粘合粘合測試儀器，它使用音高捕捉模式，機械阻抗分析（MIA）和共振測試來檢查復(fù)合材料。長期以來，該儀器已在大多數(shù)現(xiàn)有飛機上使用，但是近開發(fā)了新方法。 


圖3：奧林巴斯BondMaster 600

俯仰捕捉模式用于檢查包含蜂窩結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。發(fā)射器將聲能發(fā)送到零件中，然后由接收器接收。在結(jié)合狀態(tài)下，一部分聲能會被結(jié)構(gòu)的組件衰減。當(dāng)探頭放置在未粘接的區(qū)域上時，返回到接收器的能量會更大，從而導(dǎo)致振幅發(fā)生變化。 



圖4：鍵合測試音高-捕捉模式 

近開發(fā)了此技術(shù)的一種改進，可以可靠地檢測位于蜂窩結(jié)構(gòu)40毫米以下遠(yuǎn)側(cè)的剝離（面積25毫米（1英寸）×25毫米），例如E型缺陷。新型差動高壓探頭專為難于且費時的飛機檢查而設(shè)計?，F(xiàn)在，商業(yè)航空服務(wù)公告中提到了這一非凡的結(jié)果。 

常規(guī)超聲波測試OLYMPUS奧林巴斯內(nèi)蒙古*代理-上海玖橫儀器有限公司

超聲波是檢查復(fù)合結(jié)構(gòu)廣泛使用的技術(shù)。有大量合適的超聲儀器可用。通常，超聲在復(fù)合層壓結(jié)構(gòu)中的傳播非常好，并且可以非常容易地檢測到異常。不幸的是，在三明治結(jié)構(gòu)中，由于芯結(jié)構(gòu)的不均勻性和低密度，超聲被極大地衰減。因此，將超聲波用于三明治結(jié)構(gòu)需要儀器中更專門的功能。 

在制造環(huán)境中，大型夾層板通過傳輸方法進行檢查，在傳輸方法中，較高振幅的超聲波束穿過部件，而位于另一側(cè)的接收換能器則測量信號的衰減。結(jié)果通常顯示為C掃描圖像。該技術(shù)被廣泛使用并且非常可靠。但是不可能在維護環(huán)境中使用該技術(shù)，因為不可能從飛機結(jié)構(gòu)的兩側(cè)進行必要的訪問。 

盡管如此，超聲仍可以檢測皮膚的內(nèi)部和外部剝離，是否存在液體以及核心是否破裂。低頻傳感器和跟蹤后壁信號是必要的，并且必須以非常智能的方式使用。外殼的分層以及外殼與芯之間的剝離的特征在于后壁信號的總衰減。 

近開發(fā)了一種技術(shù)來檢測內(nèi)部皮膚和核心之間的剝離。當(dāng)被強大的方波脈沖激發(fā)時，該技術(shù)將使用帶寬為1 MHz的寬帶探頭，從而在探頭下方的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生共振。儀器的接收器濾波器被調(diào)整到結(jié)構(gòu)的厚度，并在相應(yīng)的半波長下工作。脫鍵的存在將降低結(jié)構(gòu)的剛度，從而導(dǎo)致諧振移至更長的波長，因此諧振頻率將降低。由于這種現(xiàn)象，內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的25毫米（1英寸）x 25毫米松脫將導(dǎo)致后壁信號衰減6至12 db。 OLYMPUS奧林巴斯蕪湖*代理-上海玖橫儀器有限公司


圖5：超聲波共振技術(shù)原理 

BondMaster 600復(fù)合材料粘接渦流探傷儀

的EPOCH 650具有高壓脈沖，方脈沖質(zhì)量和可選窄帶濾波器的超聲波探傷儀是該技術(shù)的儀器。 

圖6： Olympus EPOCH 650 


相控陣超聲測試

諸如超聲相控陣這樣的新技術(shù)也在不斷發(fā)展。便攜式和易于使用的設(shè)備現(xiàn)已在市場上出售。所述OmniScan的PA在用于各種應(yīng)用中的飛行器制造商維護手冊已經(jīng)引用的，包括在復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)中的沖擊損壞檢測 

對于這種結(jié)構(gòu)，使用線性掃描能力。儀器執(zhí)行一次零度線性檢查，一次檢查即可覆蓋大面積區(qū)域。結(jié)合使用像Glider這樣的便攜式掃描儀，該系統(tǒng)以C掃描圖像顯示結(jié)果，從而直觀地映射出所檢查的結(jié)構(gòu)。圖像和掃描儀的組合使用可提高檢查的可靠性和速度。 

圖7：用于復(fù)合檢查的 Olympus OmniScan PA和GLIDER 

手持式坡道損壞檢查器OLYMPUS奧林巴斯無錫*代理-上海玖橫儀器有限公司

盡管為NDT技術(shù)人員投入了很多精力來開發(fā)新的方法和儀器，但復(fù)合結(jié)構(gòu)飛機的使用日益增多，這使得需要在飛機轉(zhuǎn)機期間快速檢查機場的撞擊損壞。由于世界各地并非所有機場都有NDT技術(shù)人員，因此設(shè)計了可讓非技術(shù)人員使用的儀器，以檢測由于撞擊而可能產(chǎn)生的分層。 

該35RDC是一種用于進行新飛機和其他復(fù)合結(jié)構(gòu)檢查的簡單，合格/不合格的超聲波儀器。它被設(shè)計為未經(jīng)NDT培訓(xùn)的人員用來檢測對固體層壓板結(jié)構(gòu)（不是蜂窩結(jié)構(gòu)）的表面沖擊破壞。該概念是由一家商業(yè)航空公司開發(fā)的，然后獲得了，它基于完善的脈沖/回波技術(shù)。該35RDC現(xiàn)在在B787結(jié)構(gòu)修理數(shù)據(jù)引用。 

圖8：奧林巴斯35RDC（坡道損壞檢查器）

應(yīng)用筆記（1）

飛機復(fù)合材料的無損粘結(jié)測試

解決方案（3）

航空航天檢查解決方案

復(fù)合檢查解決方案

測量解決方案

多模粘合測試

影片（4）

BondMaster 600粘結(jié)測試儀：機械阻抗分析方法OLYMPUS奧林巴斯宣城*代理-上海玖橫儀器有限公司

BondMaster 600：查找正確的蜂窩復(fù)合材料檢查頻率的高級指南

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手冊（3）

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手冊（1）

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博客（2）

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