引言

碳纤维复合材料是一种高性能的结构材料，具有比强度高、比模量高、疲劳性能好、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车和船舶等领域的应用日益广泛。但是，碳纤维复合材料构件在实际制作过程中，受制作工艺或人为疏忽等因素的影响，易在结构内部产生缺陷，这些缺陷严重影响碳纤维复合材料结构的力学性能，甚至造成安全隐患。

1无损检测技术特点

在无损检测方法应用过程中，需要得到先进物理设备与仪器的支持，通过观察检测对象受光、热、磁影响发生的变化，以动态和实时分析为主，增加检测结果的精度，为检测水平提升创造良好空间。无损检测的特点有：（1）在无损检测技术应用过程中，不会产生破坏性，无损检测技术不会影响被测对象的结构，在保证被测对象完整性的情况下，获得准确的检测结果。（2）无损检测技术具有全面性特点，可以对各项检测指标进行统计，避免出现漏检和忘检等现象，增加了检测数据的可靠性。（3）无损检测技术可以实现全程检测特点，不论在半成品检测或是原料检测方面，都可以采用事前检测、事中检测以及事后检测方法，对检测结果进行多次核实，记录出现的检测问题，避免同类问题再次发生。在无损检测技术应用过程中，需要预防出现检测设备运行问题，对设备进行定期维护，保证检测工作的安全性，达到文明检测和绿色检测标准。

2碳纤维复合材料检测中常用的无损检测方法

2.1BP神经网络训练

对于复杂的分类和识别问题，常用的方法有BP神经网络，该方法有良好的非线性映射能力，适合解决碳纤维复合材料层压板中三种夹杂缺陷的识别问题。图8为BP神经网络结构模型，它由三部分构成:输入层、隐含层和输出层。BP神经网络的特点是信号前向传递，误差反向传播，属于多层前馈神经网络。输入信号在前向传递中，从输入层经隐含层逐层处理，直至传递到输出层。如果输出层结果达不到期望，则将进入反向传播阶段，根据预测误差调整网络权值和阈值，使预测输出不断逼近期望输出。

2.2热压罐固化参数在线检测技术

（1）升温阶段参数：升温阶段初始温度的最小值、升温阶段初始温度的最大值、升温阶段结束温度的最小值、升温阶段结束温度的最大值、升温阶段速率要求的最小值和升温阶段速率要求的最大值。（2）恒温阶段参数：恒温阶段要求的最小温度值、恒温阶段要求的最大温度值、恒温阶段要求的最短时长和恒温阶段要求的最长时长。（3）降温阶段参数：降温阶段初始温度的最小值、降温阶段初始温度的最大值、降温阶段结束温度的最小值、降温阶段结束温度的最大值、降温速率要求的最小值和降温速率要求的最大值。（4）真空参数：真空度最小值、真空度最大值。（5）压力参数：压力最小值、压力最大值。

2.3超声脉冲反射法检测

采用自主研制的高分辨率超声检测设备检测。超声波检测（UltrasonicTesting，UT），也叫超声检测，是一种基于材料（如聚合物复合材料）对入射声波弹性响应的声学检测方法，超声检测由于其灵活性和可定性定量揭示分层或裂纹等内部缺陷的能力，故超声检测是目前复合材料无损检测技术的热点和焦点方向，根据不同应用，超声检测使用的频率覆盖20kHz到1GHz，大多数工业无损检测使用的频率在0.5MHz到10MHz之间。超声检测方法有多种分类方式，按波型可分为体积波（纵波和横波）法、表面波（或瑞利波）法及导波（如板中的兰姆波）法，其中纵波法应用最为广泛和成熟；按检测原理可分为反射法、穿透法和背散射法等；按显示和成像方式可分为A-扫描、B-扫描和C扫描，目前在复合材料检测实际工程应用中，超声脉冲反射法A-扫描应用最为广泛。

2.4渗透检测方法的应用

在使用渗透检测技术进行碳纤维复合材料检测时，需要分析检测环境中物质性质发生的变化，对多个组别的混合物进行分离，得出与实际情况相符的测定结果。在碳纤维复合材料缺陷检查过程中，需要使用渗透性较强的氯化金溶液，查看碳纤维复合材料的分层情况，通过系统完成分层建模，了解碳纤维复合材料的性能。在数据反馈过程中，系统需要自动完成成像，对存在缺陷的复合材料进行图像重建。从实践角度来看，渗透碳纤维复合材料检测技术，整体呈现智能化特点，是具备精算功能的无损检测技术，对碳纤维复合材料功能修复起到了帮助。

2.5剪切成像

剪切成像可以具有非常高的分辨率和短的响应时间，然而，它仅在表面和次表面缺陷的情况下有效，并且需要高应力激发。据报道，剪切成像是一种合适的无损检测技术，用于检测铝键中的剥离和亚表面缺陷。此外，在可能的情况下，X射线断层扫描可用于研究粘结结构中的内部缺陷。然而，对于复合粘接接头，类似的衍射系数和高纵横比结构可能会限制这种昂贵的无损检测技术。最近，提出了机电阻抗失配和激光冲击粘合质量测试来评估粘合质量。虽然粘合剂粘接的扩展无损检测很有前景，但这些系统成本高昂，维护成本高昂。

结束语

随着复合材料阶段的兴起，新的连接技术（如粘接）在航空航天工业中得到了普及。粘接结构具有较高的强度重量比，可以连接不同的材料和复杂的几何形状。此外，与机械紧固件（如铆钉）相比，粘接接头保持了复合材料的结构完整性和光滑表面，复合材料结构铆接过程中可能会因纤维断裂而受损。然而，无法确定粘合剂-复合材料界面中的夹杂物可能导致强度显著降低以及意外灾难性失效。

参考文献

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