一、 航空材料和结构无损检测
1.1 航空材料和结构的特点
近几年来,科技和制造业水平迅速发展,不断提高。在飞机的结构、总装等领域,复合材料技术在实际应用中得到了广泛的应用。复合材料的平尾项目从技术发展到产品生产和售后服务,都具有良好的产业链,对于推动复合材料工业制造业的发展具有十分重要的意义,它是复合材料制造技术与机械连接技术、装配技术、检测技术的综合系统。复合材料飞机装配是目前飞机前沿生产技术的集成,其容差分配、制孔工艺、连接工艺、工艺补偿工艺、检测工艺等都比金属飞机更好。
1.2航空材料与结构无损检测的基本要求
航空材料与结构的无损检测必须制定有针对性的无损检测技术,一方面要有自己鲜明的特点;另一方面,要求航空材料及其结构问题的无损检测方法必须得到有效可靠的解决,这就需要航空产品的高质量、高可靠性和长寿命的设计理念。另外,与其它材料和结构不同,是否可以确保飞机结构的保证高灵敏度、高可靠性检测,对所采取或者分析制定的无损检测方法、技术及其机器设备及检测过程方法、标准等,必须自始至终牢记在心,牢记在心;并必须与飞机材料结构和环境特点是一致的。当遇到仅凭样本的检测方法和技术时,通常会与实际情况相抵触的飞机材料结构的解决有很大的距离。要推广到真正航空材料结构的非破坏性检测,那些仅凭实验室的检测案例或结果,其代表性和成熟度往往还相当不足。航空材料和结构的无损检测通常需要对相应的无损检测方法进行试验和制定,结合不同的阶段、不同的检测对象和检测环境,在对在进行有专门性的测验的过程中,对检测人员进行有专业性的培训,选择可靠有效的无损检测手段,制定相应的无损检测流程。
二、航空材料及结构无损检测进展及运用
2.1原材料的无损检测
现在对于很多原材料的无损检测,主要是采用超声波检测方法,包括金属、棒、板材等各种航空结构制造用的无损检测方法。其中,超声自动扫描检测技术已越来越广泛地应用于超声检测,如金属棒、板材等。多通道检测技术是今后一个重要的发展方向,这是一种有效的利用多通道组成复合扫查法的技术方法。
2.2无损检测轻质金属结构
现代航空产品随着轻质合金材料的日益增长,以多种轻质合金为基础的轻质结构日益增长,在飞机和发动机中加入了更多的减轻结构,铝合金、钛合金材料等在轻质合金的材料中,轻质合金的应用非常广泛。其中有固相焊接结构,特殊焊接结构和其他轻质金属结构的无损检测,基于这些轻质材料航空结构的无损检测。
2.3复合材料无损检测复合材料
通常只需要一个热循环过程就可以完成,从结构部件的铺装到成型,没有中间的加工过程。复合材料结构自身缺乏厚度方向的加工量,以及其内部具有多个界面的物理配合,因此,复合材料的非破坏检测与缺陷判别方式、检测要求、环境、检测认识、检测思想、检测机器设备等均与传统金属材料的非破坏检测存在着很大的差异,所以,在复合材料的无损检测中,建立起一套专门的复合材料结构专用的仪器设备和测试设备规范,通常需要对复合材料结构特点进行有效的无损检测该算法的测试与制订。从检测能力和可检性等因素,在对复合材料进行无损伤检测的同时,还要考虑到检测的有效性和可检性;第二,复合材料的无损检测和缺陷的其他显著区别必须考虑进去。要实现复合材料结构的高质量超声扫描成像检测并不是一件容易的事情,尤其是航空复合材料结构,如何解决复杂、增厚复合材料结构的高质量超声可视化成像,除了前面提到的复合材料本身的差异之外,还有一个很重要的难题。特别是那些复合结构,超声穿透法检测不到,就更难解决了。在近几年以复合材料结构为导向的高效率超声自动扫描可视化成像方面,经过20多年的持续试验研发,作者单位在自主研发和工程应用方面取得了十分骄人的成绩。
三、航空材料与结构无损检测技术的发展方向
随着飞机材料的发展,结构的快速发展,为无损伤和检测技术的发展与应用带来很大的机会,当前我国的航空材料与结构领域面临着巨大的挑战;尤其是不断推出的不同的新型材料轻质结构,总体结构和生产工艺、工程化应用等都给出了很大的挑战。尤其是那些快速可靠的可视化成像检测技术,不仅可以定性定量,而且灵敏度和分辨率都很高,将是今后航空材料及结构无损测的主流发展方向。
四、结束语
航空材料与结构的无损检测应该分析建立无损检测方法、技术及其仪器设备与检测技术、规范等在内的具有针对性的无损检测技术,结合特定的检测对象、检测要求、应用环境等,确保航空材料与结构能够实现高灵敏精确度、高稳定性的测试。在选择无损检测方法和检测技术的基础上,制订检测工艺方式时,必须先设定其检测能力和研究能力和可行的可检性,是当代飞机和结构无损检测的技术核心和应用基础。面向现代航空材料工程结构的无损检测,需要对所选用的检测方法和检测技术及其仪器设备进行有效性和重复性的验证,有足够真实的检测试验积累和验证基础。航空领域未来的重要发展方向是安全有效环保的可视化、自动化、高分辨率和高灵敏度的无损检测技术。
参考文献
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