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复合材料航空航天结构在役检查指南
复合材料航空航天结构在役检查指南 Jaap H. HEIDA、Derk J. PLATENKAMP 航空航天飞行器、国家航空航天实验室 NLR、荷兰马克内瑟，电话：+31 88 5114283，传真：+31 88 5114210；电子邮件：jaap.heida@nlr.nl 摘要 通过对有前景的移动无损检测 (NDI) 方法的评估结果，对复合材料航空航天结构的在役检查进行了综述。评估使用了代表主要复合材料航空航天结构的碳纤维增强样品，包括相关损伤类型，如冲击损伤、分层和脱粘。对一系列 NDI 方法进行了评估，例如目视检查、振动分析、相控阵超声波检查、剪切扫描和热成像检查。评估的重要方面包括缺陷检测和表征能力、设备的便携性、视野、耦合剂要求、检查速度、所需培训水平和设备成本。本文回顾了复合材料的损伤容限设计方法，并总结了复合材料航空航天结构的在役检查指南。关键词：航空航天、复合材料、无损、损伤容限、目视检查、振动分析、超声波、相控阵、剪切成像、热成像 1. 简介 由于复合材料部件在军用主飞机和直升机结构中的使用逐渐增加，因此
利用新颖的方法对航空航天结构进行健康监测...
摘要：从原始传感器数据中提取的诊断潜力健康指标 (HI) 是数据驱动的复合结构诊断和预测的重要特征。本文研究了从使用光纤布拉格光栅 (FBG) 和声发射 (AE) 数据获取的应变中开发的新损伤敏感特征是否适合用作 HI。对单条复合板进行了两次疲劳试验。在以冲击损伤或人工脱粘的形式引入初始损伤后，对面板进行恒定和可变振幅压缩-压缩疲劳试验。通过 FBG 和 AE 进行应变感应是两种有前途的结构健康监测 (SHM) 技术，用于监测损伤增长，并通过相控阵超声进一步验证。几个 FBG 被纳入特殊的 SMARTapes TM 中，这些 SMARTapes TM 沿着加强筋的脚粘合以测量应变场，而 AE 传感器则策略性地放置在面板的外皮上以记录声发射活动。从 FBG 和 AE 原始数据中提取了几种 HI，它们的行为有望用于复合材料结构在使用过程中的损伤监测。为了进一步评估 HI 的行为和适用性，在整个实验过程中使用相控阵相机在多个时间点进行测量，从而提供基于超声波的损伤评估。
11 – 用于航空航天应用的自修复复合材料
由于金属合金重量轻、机械性能高，复合材料正在航空航天、汽车、船舶和建筑部件等多种先进应用中取代金属合金。因此，开发抗损伤和耐用的复合材料是必要的。当然，纤维基体脱粘、基体微裂纹和冲击损伤是复合材料应用中经常遇到的主要失效模式。此外，复合材料的部署和维护对机翼和尾翼等关键结构部件构成了挑战。因此，先进的材料和方法对于解决这些问题至关重要。使用复合材料的自修复技术似乎很有前景，因为它旨在修复或修复结构中的断裂和损伤起始和/或扩展。自修复复合材料可防止失效并延长关键结构的使用寿命。由于这些材料可以触发几乎自动修复，因此结构的维护可以大大简化，其中一些不需要任何外部干预即可启动修复过程。自修复复合材料能够在损坏开始时自动修复。早期的修复能力发展概念依赖于模仿树木和动物等生物体，这激发了开发自修复材料的研究。过去几十年来，人们一直在研究自修复材料和复合材料，特别是由自修复环氧树脂的发展推动（White 等人，2002 年）。自修复机制可分为两种类型，外在修复和内在修复。外在愈合基于使用愈合剂作为附加添加剂，而内在愈合涉及材料结构中的可逆分子键（超分子化学）。此外，还可以根据愈合方法进行分类，无论是自主愈合还是非自主愈合（即有或没有外部刺激）。开发自修复复合材料的一些众所周知的方法是包含微胶囊、中空纤维或含有愈合剂的血管网络（Blaiszik 等人，2008 年）。自修复也可以通过热激活，使用可逆相互作用或溶解的热塑性聚合物。形状记忆效应也已用于展示自修复特性。
采用先进激光剪切干涉技术进行航空航天无损检测
采用先进激光剪切干涉技术进行航空航天无损检测 John W. NEWMAN Laser Technology Inc. 1055 W. Germantown Pike, Norristown, PA 19403 电话：610-631-5043，传真：610-631-0934 电子邮件：jnewman@laserndt.com 网址：www.laserndt.com 摘要：自 1986 年首次用于美国生产飞机项目以来，剪切干涉无损检测已经取得了长足的发展。剪切干涉激光干涉成像方法测量由于施加的应力工程变化而导致的测试结构变形。由此产生的 Z 轴应变分量变化揭示了航空航天结构中脱粘、分层、核心缺陷和冲击损伤等亚表面缺陷的图像。剪切干涉无损检测提供高吞吐量、经济高效的生产力增强、改进的制造工艺和质量。数字 CCD 相机、PC 和小型高功率固态激光器的发展已显著提高了剪切干涉仪和系统的性能。剪切干涉仪目前广泛用于各种飞机，包括 F-22、F-35 JSF、空中客车、赛斯纳 Citation X、雷神 Premier I 和 NASA 航天飞机。本演讲将简要介绍剪切干涉无损检测技术的背景以及生产和便携式机载剪切干涉检测技术和应用的最新发展。关键词：航空航天无损检测、剪切干涉无损检测、蜂窝结构、无损检测、脱粘、损坏、分层 1.0 背景 在当今竞争激烈的航空航天环境中，一种高效的高速检测技术至关重要。剪切干涉无损检测为在制造和现场对新飞机进行无损检测提供了一种更好、更快的方法。为了最大限度地提高燃油经济性和性能，工程师们已经从铆接和粘合的铝结构转向实心复合层压板、带有蜂窝或泡沫芯的复合夹层板以及胶带缠绕的复合结构（如机身）。传统的无损检测方法，例如超声波 (UT) C 扫描，可能无法为这些新材料和几何形状提供最佳的缺陷检测能力，并且速度很慢，典型的吞吐量仅为 10 平方英尺/小时。此外，制造复杂复合结构的过程需要一种快速检查的方法来提供过程控制反馈，并以尽可能低的成本确保质量和可靠性。在当今的许多航空航天项目中，激光剪切干涉技术提供了很大一部分解决方案。