复合材料结构修理-5.2 复合材料结构损伤检测(3)
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纤维复合材料结构损伤分析与维修技术的研究纤维复合材料(Fiber Reinforced Composites,简称FRC)因其高强度、低密度以及良好的耐腐蚀性能而受到广泛应用。
然而,由于其复杂的结构和成分,FRC在使用过程中可能会出现各种类型的结构损伤。
本文将重点研究纤维复合材料结构损伤的分析与维修技术。
首先,对纤维复合材料的结构损伤进行分析是非常重要的。
结构损伤可以被分为表面损伤和内部损伤两种类型。
表面损伤主要包括划痕、磨损和脱层等,这些损伤通常是由于外部力的作用而导致的。
内部损伤包括裂纹、层间剥离和纤维断裂等,这些损伤通常是由于复合材料的本质因素(如力学性能、水分和温度影响等)引起的。
为了准确评估结构损伤的程度,需要使用非破坏性测试技术,如超声波检测、热成像和红外检测等。
这些技术可以帮助检测出潜在的结构损伤,提供对结构完整性的全面评估。
其次,纤维复合材料结构损伤的维修技术也是研究的重点。
维修技术的选择取决于损伤的类型和程度。
对于表面损伤,常见的维修方法包括打磨、充填和重新涂层等。
这些方法可以修复划痕和磨损,并恢复外观和保护外部层。
对于较大的脱层损伤,可以使用填充复合材料或粘合剂将脱层部位粘合到基体上。
对于内部损伤,一种常见的维修方法是使用钻孔和注射的方式来刻画纤维复合材料的层间剥离损伤,并通过注射粘合剂来恢复结构强度。
此外,还可以使用工程胶或修补片等方法来修复裂纹和纤维断裂。
纤维复合材料结构的维修技术的成功与否,很大程度上取决于维修材料的选择。
维修材料应具有与基体材料相似的物理性能和化学性质,以确保修复后的结构在力学性能和外观方面与原始结构一致。
在选择维修材料时,还应考虑到其对环境的适应性、耐久性和成本效益。
最近,许多新型的纳米材料和高性能树脂已经应用于纤维复合材料的维修领域,这些材料具有出色的力学性能和耐久性,为结构的可靠修复提供了新的可能性。
此外,纤维复合材料结构损伤的预防也是至关重要的。
民用航空器维修执照考试:飞机复合材料结构修理三1、单选下列金属中抵抗腐蚀能力最强的是:().A、银B、镁C、铁D、铝正确答案:A2、单选在复合材料结构修理的固化过程中,固化温度()。
A、是用温度计(江南博哥)测得的温度B、必须是通过热电偶测得的温度C、是用手感觉到的温度D、是用体温计测得的温度正确答案:B3、单选下列四种说法那种正确:().A.检查复合材料结构损伤的唯一方法是用金属铃声法B.对飞机操纵面进行修理时,不需要进行平衡检查C.在复合材料铺层修理的固化过程中,应使用尽可能快的温升率D.完成复合材料结构铺层修理后,通常采用无损探伤方法检查修理区是否存在空隙或脱胶现象正确答案:D4、单选碳纤维属于:().A.半导体材料,它的导电性比金属低得多B.导电材料,它的导电性比金属高得多C.不导电材料D.金属材料正确答案:A5、单选在复合材料结构修理的固化过程中,固化温度:().A.是用温度计测的温度B.必须是通过热电偶测得的温度C.是用手感觉到的温度D.是用体温计测得的温度正确答案:B6、单选在复合材料结构铺层修理中,在修理区表面至少几层附加铺层()?A、4层B、3层C、2层D、1层正确答案:D7、单选在复合材料结构修理过程中,()。
A、要戴上清洁的手套去拿薄膜粘合片B、可以裸手去拿预浸料C、可以裸手去拿薄膜粘合片D、从冰箱中拿出薄膜粘合片后,可马上打开包装纸使用正确答案:A8、单选检查复合材料结构的修理质量时,如果采用金属铃声法检查,铺层的层数不大于()。
A、5层B、4层C、3层D、6层正确答案:C9、单选下列对钢索处理的做法错误的是()?A 、用擦布沿着钢索长度方向擦拭,检查钢索断丝B、不要使用溶剂清洁钢索C、可以使用砂纸为钢索除锈D、把舵面运动到最大行程的极限位置检查钢索情况正确答案:C10、单选下列四种说法那种正确:().A.民用飞机的机身蒙披采用蜂窝结构B.玻璃纤维复合材料可制作雷达罩或无线电天线罩C.玻璃纤维复合材料对雷达有很强的屏蔽作用D.目前大型民用飞机的主要承力结构采用复合材料结构正确答案:B11、单选在复合材料结构铺层修理中,在修理区表面至少几层附加铺层:().A.4层B.3层C.2层D.1层正确答案:D12、单选在复合材料结构修理中,()。
复合材料损伤检测方法
嘿,复合材料损伤检测这事儿啊,可得好好琢磨琢磨。
一种办法呢,是外观检查。
就像你挑水果似的,先看看表面有没有明显的裂缝、划痕或者变色啥的。
拿着复合材料的东西,在亮堂的地方仔细瞅瞅,要是有啥不对劲的地方,一眼就能看出来。
比如说,要是看到有个地方颜色不一样了,或者有一道小缝,那可能就有损伤了。
还有超声检测。
这就有点像医生给人做 B 超。
用个超声仪器,对着复合材料扫一扫。
如果里面有损伤,超声信号就会有变化。
就好像是复合材料在跟仪器说悄悄话,告诉它哪里不舒服了。
不过这得有专业的设备和会用的人,不然也白搭。
另外呢,红外热成像也能派上用场。
给复合材料加加热,然后用红外热成像仪看看哪里的温度不一样。
有损伤的地方可能会散热不一样,温度就会有变化。
这就像是给复合材料做了个“体温检测”,哪里不正常一下子就看出来了。
再说说细节哈。
外观检查的时候,可别马虎,得各个角度都看一遍。
超声检测的时候,要把仪器调好了,不然啥也
测不出来。
红外热成像的时候,加热要均匀,不然结果也不准。
我给你讲个事儿吧。
有一次我们工厂里有个复合材料的零件,不知道有没有损伤。
我们就先用外观检查,没看出啥问题。
然后又用超声检测,还是没发现啥。
最后用红外热成像,嘿,发现有个地方温度比其他地方高一点。
仔细一检查,果然那里有个小损伤。
要是不检测出来,以后可能会出大问题呢。
所以啊,复合材料损伤检测可不能马虎,得用对方法,才能保证安全。
中国民用航空总局编号:AC-66R1-03颁发日期:2006年10月30日批准人:标题:民用航空器部件修理人员执照考试大纲1.目的和依据本咨询通告依据CCAR-66R1第66.24条制定,目的是为民用航空器部件修理人员执照<以下简称修理人员执照)基础部分的考试提供标准。
2.适用范围本咨询通告适用于欲取得修理人员执照基础部分的人员,同时适用于民用航空器维修人员执照考试管理中心<以下简称考管中心)。
3.撤销备用4.生效日期本咨询通告中基本技能考试大纲于本通告下发之日起生效,本通告完全生效日期为 2007年1月1日。
5.笔试大纲说明部件修理人员执照基础部分按下列专业划分:机械类:(a>航空器结构,其英文代码为STR;(b>航空器动力装置,其英文代码为PWT;(c>航空器起落架,其英文代码为LGR;(d>航空器机械附件,其英文代码为MEC;电子类:(e>航空器电子附件,其英文代码为AVC; (f>航空器电气附件,其英文代码为ELC。
5.1航空器部件修理人员执照<基础部分)笔试内容以模块形式组成:1)通用模块;<对应维修人员执照考试大纲的M9+M10)2)机械类公共模块/电子类基础模块3)各专业模块。
各专业的考试内容为:5.2考题按照难易程度划分为三个等级,定义如下:5.3考试组卷和出题逻辑:考试大纲中定义等级3的章节,从试卷等级3和等级2中抽取。
●考试大纲中定义等级2的章节,从试卷等级2和等级1中抽取。
●考试大纲中定义等级1的章节,从试卷等级1中抽取。
5.4部件修理人员执照笔试考试内容及出题量5.4.1通用模块:包括人为因素、航空法规和维修出版物两部分。
5.4.2机械类公共模块5.4.3机械类专业模块5.4.4电子类基础模块包括:电工基础、模拟电子技术基础和数字电子技术基础三部分。
5.4.5 电子类修理专业模块6.基本技能考试大纲6. 1基本技能考试大纲使用说明基本技能考试大纲共有15个工程<每个工程包括若干个子工程),有些工程的实作可以结合到其他工程中进行,如“常用工具和量具的使用”、“常用电子电气测试设备的使用”等。
复合材料胶接修补分析:损伤检测与预测摘要高性能复合材料在商用与军用飞机上的广泛应用引起了人们对复合材料修补技术的关注。
他们日益增长的使用主要是由于同更多传统材料相比,它们具有很高的比强度/刚度及改善的疲劳寿命[1]。
在使用过程中,一架直升机会受到结构和气动方面的载荷。
这些载荷会引起结构损伤或减弱,从而影响承载能力。
为了保证一架直升机持续飞行,修补或加强损伤与薄弱部件以使结构得到恢复,这已成为近年来一个重要的研究。
胶接修补是复合材料最常见的一种修补类型[2]。
这一技术代替了通常引起应力集中而影响性能的机械连接修补。
有两种类型的胶接补片能用来修补损伤结构:外部粘合补片和挖补式粘结补片。
外部粘合补片能恢复材料的强度,而且过程快速简单。
此外,胶合到原始结构的补片与原结构匹配,而且降低了修补区域的应力间断,从而提供了更高的刚度,因而挖补法比贴补法更优越。
为使气动干扰最小化,这一修补技术常用在表面必须平滑的部位。
在现今研究中,在单向拉伸载荷下评估CFRP层合板的两种胶接修补技术。
试样都是由商用碳—环氧预浸布加工制得,本文研究用到了两种不同层合板:准各向同性编织M21/HTA碳纤维—环氧树脂板和准各向同性单向M21/T700碳纤维—环氧板。
使用三元有限分析确定最佳修补结构的应力场,并将结果同实验观察相比较。
挖补法修补的复材板的性能可用两种在线损伤分析来检测:超声导波(兰姆波)分析和基于数字图像相关技术(DIC)分析的全场测试方法。
进行了前期损伤两种技术结果相关性的比较,通过挖补法恢复强度的结论和损伤演化也可以推断出来。
最后,将这些结果同离线技术相比较,如超声C扫描和X—射线检测,以便确定受载后的损伤位置和程度。
关键词:复材胶接补片修补数字图像无损检测损伤检测应力集中超声导波挖补法1、背景近年来,复合材料在运输工业(航空,汽车和船舶)方面的应用显著增加。
如新一代商用飞机波音787和空客350,是将复合材料用在机身主要结构的第一代商用飞机[3]。
复合材料结构的损伤识别与评估复合材料由于其轻量化、高强度以及耐高温等特性,在工程应用中得到广泛应用。
然而,随着时间的推移以及外界环境的作用,复合材料结构可能会遭受损伤。
损伤的形成会显著影响复合材料的性能和寿命。
因此,准确地识别和评估复合材料结构的损伤是非常重要的。
首先,识别复合材料结构的损伤是一个关键的步骤。
损伤的形成和发展通常会引起结构的变形和应力分布的改变。
因此,通过监测和分析结构的变形和应力分布,可以推断是否发生了损伤。
常用的识别方法包括应变测量、声发射检测和红外热成像等。
应变测量是一种常用的识别方法。
通过在结构上安装应变传感器,可以实时监测结构的应变情况。
当损伤发生时,结构的应变分布会发生变化。
通过比较损伤前后的应变分布,可以确定结构是否遭受了损伤。
此外,应变测量还可以提供有关损伤类型和程度的信息。
声发射检测是一种基于声波的识别方法。
当结构发生损伤时,损伤部位会产生局部应力集中,导致微小的破裂声波释放。
通过在结构上布置多个传感器,可以实时监测并定位声波的来源。
通过分析声波的特征,可以判断损伤的类型和程度。
红外热成像是一种通过测量热分布来识别损伤的方法。
当结构受损时,局部热量产生会发生变化,并且在红外热成像仪中呈现出不同的色彩。
通过分析热图像,可以确定损伤的位置和程度。
由于红外热成像具有高灵敏度和非接触性的特点,因此在复合材料结构中得到了广泛应用。
其次,评估复合材料结构的损伤是一个需要仔细考虑的问题。
损伤评估的目的是确定结构的残余寿命和可靠性等参数。
在进行损伤评估时,需要对损伤类型、位置、大小以及结构的材料特性进行详细的分析。
损伤类型的评估是一个关键的步骤。
不同类型的损伤对结构的影响也是不同的。
常见的损伤类型包括裂纹、疲劳、脱粘和撞击等。
通过对损伤形态的观察和特征的提取,可以确定损伤的类型。
损伤位置和大小的评估是根据损伤形态进行的。
通过对损伤部位的测量和分析,可以确定损伤的位置和大小。
此外,还可以借助数值模拟和仿真方法对损伤进行进一步的分析和预测。
试论典型发动机的复合材料结构损伤与修理摘要:航空领域应用了大量的复合材料,在民用航空发动机上就有相当多的复合材料结构。
由于复合材料和普通金属材料在性能上和损伤机理上都有很大区别,因此其维护修理有自己独有的方法与流程。
本文将以民用航空发动机PW4000复合材料结构的损伤修理办法为例,探讨典型发动机中复合材料结构的损伤机理和修理技术。
关键词:典型发动机;复合材料结构;损伤;修理材料科学的发展使复合材料在航空领域获得广泛应用,包括作为核心部件的发动机在内,飞机部件对复合材料的使用比例越来越高,相应的就产生了一定的维护与修理问题。
复合材料的结构修理从机理上就跟普通金属材料有很大区别,是一门极具特点的技术,而发动机作为飞机上最重要的核心部件,其复合材料结构又具有自己的特点,因此相关的损伤机理和修理技术都需要仔细研究,谨慎对待。
1. 复合材料损伤复合材料损伤的类型繁多、模式复杂,而且经常出现多种损伤混杂在一起的现象,因此无论是检测还是评价都比金属材料损伤困难。
1.1损伤类型复合材料的损伤类型可以按两种方法进行分类,分别是损伤原因和可修性。
1.1.1按损伤原因分类(1)制造缺陷制造缺陷是在生产过程中产生的缺陷,产生原因包括工艺不合理、材料不合格、人为操作不当等。
这种缺陷产生的损伤中常见的有表面损伤、孔隙、分层和脱胶。
(2)使用损伤使用损伤是飞机服役过程中,人为操作出现失误所造成的损伤,包括表面划伤与凹陷、分层、脱胶、边缘损伤、穿透损伤。
这类损伤往往是可以避免的。
(3)环境损伤环境损伤同样产生于飞机服役的过程中,但并非人为引起,而是由于各个部件所处的工作环境影响而产生的一些难以避免的损伤,发动机中复合材料结构的损伤往往属于这一类。
这类损伤包括腐蚀坑、分层、穿透损伤、表面氧化等,其中分层在以纤维类进行增强的复合材料结构部件中较为常见,这点我们下文的例子中会提到。
1.1.2按可修性分类(1)许用损伤意即不用立即进行修理的损伤,对飞机总体结构的完整性几乎没有影响,不进行修理飞机也可以正常服役。
飞机复合材料结构损伤和检测维修方法分析摘要:随着经济的高速发展,我国民航制造行业已经进入自主研发阶段,航空制造水平持续提升。
在制造飞机的过程中,复合材料的应用极为广泛,应用比例也在不断扩大,这使得其维修工作也越来越重要。
基于此,本文简单讨论飞机复合材料结构常见损伤,深入探讨检测维修方法,具体涉及目视法、敲击法、注射法、涂层法等内容,希望研究内容能够给相关从业人员带来一定启发。
关键词:飞机;复合材料;损伤;检测维修引言:制造飞机所使用的复合材料,具有强度高和比刚度高等特点,能够在一定程度上减轻飞机整体的重量,还拥有破损安全性较高、抗腐蚀等优点。
复合材料在实际使用的过程当中,会出现各种各样的损伤,对其进行维修、检测非常重要,合理的检测维修不仅能够避免出现安全事故,还能满足企业发展需要。
1.飞机复合材料结构常见损伤1.1划伤复合材料结构当中划伤和凿伤是常见的损伤类型,属于线性损伤,需要工作人员对破损的长度和破损深度进行详细的检查,以此来进行有效区分。
其中划伤是因为材料和尖锐物体进行了直接接触,从而造成了一定长度和深度的线性损伤,而划伤相对于划伤来说则更加宽,也可能是相对更深程度的损伤。
1.2刻痕在复合材料结构当中刻痕属于小区域损伤,需要工作人员对损伤处进行仔细检查,从其是否穿透表层来判断是否属于刻痕损伤。
1.3分层分层和脱胶这两种情况相对来说比较相似,需要工作人员检查其复合材料的内部,确定出现损伤的位置来判断属于哪种损伤情况。
其中分层是复合材料的层合板结构当中,各个纤维层之间出现剥离破坏,而脱胶则是复合材料结构当中,蜂窝和纤维层之间出现剥离破坏。
1.4穿孔在损伤问题当中,凹坑和穿孔也是比较相似的损伤情况,需要工作人员对损伤的部位进行检查,确认破坏的深度和穿透复合材料的厚度来区分属于哪种破损情况。
1.5雷击在实际的应用当中,复合材料因受到雷击或者明火从而引起复合材料的烧蚀损伤,对这种损伤问题检查工作比较简单,只需要人工观察材料表面就可以找到损伤的位置和相应的问题。
浅谈飞机复合材料结构损伤检测及评估方法随着复合材料在飞机上的应用增长,其损伤检测及评估的作用至关重要。
文章介绍了飞机复合材料结构的损伤类型,分析了常用的飞机复合材料检测技术的特点及适用范围,最后介绍飞机复合材料的损伤评估方法。
标签:复合材料结构;损伤;无损检测;损伤评估引言复合材料由于其高比强度和比刚度、良好的抗腐蚀和抗疲劳性能,在航空制造领域中应用越来越多。
飞机复合材料是一种复杂的多相体系,并且结构及材料成形同时完成,成型过程中各种不确定的影响因素都难以避免会使结构产生缺陷。
飞机在使用过程中,复合材料结构会受到载荷的作用、人为因素和自然环境条件的影响而导致各类的损伤产生。
无论制造缺陷还是使用损伤都会严重威胁飞机复合材料结构的安全使用。
了解复合材料结构件损伤的类型及其检测和评估方法,对于保障飞机安全高效运行是十分重要的。
1 飞机复合材料结构损伤类型飞机的复合材料构件从制造到服役使用过程都可能会产生各种缺陷和损伤。
复合材料制造过程中缺陷的典型原因包含原材料缺陷、固化过程没控制好、铺层错误、混入杂质,脱模方法错误等。
缺陷主要有气孔、分层、层间断裂、界面分离、夹杂物、固化不佳、钻孔损伤等。
在飞机使用过程中,伴随着意外损伤和环境损伤的产生,例如不当操作、疲劳、外来物、撞击,沙石、冰雹和雷击、腐蚀等都是产生损伤的原因。
损伤形式包括裂纹、划伤、烧伤、凹坑、分层、穿透损伤、腐蚀坑、表面氧化、夹层结构脱粘等等。
按照飞机复合材料结构损伤的严重程度,可将其分为允许、可修理和不可修理三种损伤。
可允许损伤是指不影响结构性能或完整性的轻微损伤,界定结构件可允许损伤的范围和标准(例如具体的尺寸和条件等)应由相应机型的结构修理手册中给出。
对可允许损伤,应根据具体情况确定是否修理。
如果允许损伤有扩展的可能性导致结构的剩余强度下降并引起设计寿命的下降,应当在要求的时限内完成修复。
通常对可允许损伤做简单的修理,以防损伤进一步扩展。