使用超声无损检测技术得到超声衰减系数与复合资料孔隙率二者的联系,国内外学者在这一方面进行了大量的研讨,建立了多种孔隙率与超声衰减的相关模型。莫锦秋等[8]在含孔隙碳纤维复合材
料的声衰减理论模型的基础上,提出一种散布当量孔隙率的检测方法。周晓军等[9]使用超声脉冲检测原理,导出超声衰减系数与孔隙主要参数之间的理论与统计联系,并给出了更契合资料实际情况的修正模型。
丁珊珊等[10]通过建立不同孔隙尺寸的仿真 CFRP 模型,得出了超声波在 CFRP 中传达时,散射机制不同导致孔隙率与超声衰减系数并非一一对应的结论。
以往,基于脉冲反射法的孔隙率检测技术,制作检测孔隙率的标准试块时,试块的层数一般都是固定的,运用超声反射法测出试样的超声波衰减系数,然后对试样的超声波衰减系数与孔隙率进行曲线拟合,
得出必定层数下的数据拟合模型,并以此拟合联系对该层数下的其他试样做孔隙率评价。但是在实际生产过程中,资料的层数并不是固定的,且由于本钱昂贵、制造工艺等问题不可能制造一切层数的试样进行拟合和评价。针对这个问题,本文
使用层合板复合资料标准试块的孔隙率和超声衰减系数的数据,建立了关于厚度、超声波衰减系数与孔隙率的联系的模型。
超声波检测
使用超声衰减法来研讨 CF/环氧树脂复合材料的孔隙率问题。超声波在复合资料中的传达存在衰减现象,在超声波频率共同、介质共同的情况下,衰减主要由声波的散射决议的。而散射衰减与资料的孔隙密切相关,孔隙越大,散射衰减就越严峻。
超声衰减量用超声衰减系数表明,超声衰减系数是指超声波在介质中传达单位间隔的衰减量。超声衰减系数核算如下:
1 0 = 20lg p
d p
(1)
式中:d 为超声波传达的间隔;
0 p
为起始声压;
p
为超声波传达间隔d处的声压;的单位为dB/mm。选用脉冲反射法测量 CF/环氧树脂复合资料的超声波衰减系数,声压散布如图 1 所示。由于声波的波幅与声压成正比,因而由 A 扫描得到复合资料板上外表和底面的反射回波起伏,
使用超声波检测 CF/环氧树脂层合板的声阻
抗和超声衰减系数为了在一块层合板上得到不同孔隙率的试样,中层合板不同部位增加 IPA 的量不同,因而得到的 C 扫描图画色彩不均匀。由于使用 A 扫描和 C扫描能够得到层合板中任一点的超声衰减系数,且试样体积较小,所以取样的时候能够确保选取试样
中的孔隙散布较均匀,用于孔隙率和性能测验的试样结果较为精确和可靠。