碳/环氧复合材料管形件超声底板反射检测法
何双起2
张颖
（1南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南吕330063）
(2航天材料及工艺研究所，北京100076）
文摘新型运载火箭的推力支架使用碳/环氧复合材料管形件组装而成。针对该类管形件的成型工艺及特征，文章在对比了多种常用的超声检测方法的基础上，提出了复合材料管形件内部质量的底板反射检测方法。文中运用了超声C扫描系统，采用底板反射法对设计的人工缺陷及实际产品进行检测。结果表明，所采用的检测方法能够准确地检测出人工缺陷，并且可以有效地实现产品内部缺陷的检测。
关键词复合材料，管形件，底板反射法，超声检测
BottomReflection MethodforCarbon/EpoxyCompositePipe
ZhangYing
HeShuangqi
( Key Lab. of Nondestructive Testing, Ministry of Education, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063)
(2Aerospace Research Institute of Mslerials & Processing Technology,Beijing 100076)
AbstractCarbon epoxy composite bars were used to the thrust stents of the new launch vehicle. Acording to the filament winding process and characteristics of the tubular parts, this paper presents the method of bottom reflec-tion to detect composite tubular based on the comparison of the conventional ultrasonic testing method. Using ultra-sound C scanning system, this paper adopls the method to artificial defects and the actual products detection. The re-sults show that the detection method can detect the artificial defects accurately, and achieve the product internal defect detection effectively.
Key wordsComposite,Pipe,Bottom reflection method,Ultrasonie testing
。引言
新型运载火箭上的箱间段、级间段以及发动机与飞行器燃料储箱之间的推力支架，均使用碳/环氧复合材料管形件组装制造而成[1-2]，在使用过程中承受大载荷的压缩、拉伸力作用，是运载火箭上的关健部件。碳/环氧复合材料管形件的长度长、管径小（外径40mm，壁厚6mm，长度5m），其制备方法是湿法弹绕，通过在金属芯模上细绕浸过树脂的高强碳纤维制造而成。为保证树脂含量的均匀稳定，在固化时采用低速旋转固化，气泡只能自己缓慢排出。这种成型工艺决定了复合材料管形件具有孔隙率高、声衰减大的特点，产品内部易存在响其使用性能的分层、疏松和夹杂等缺陷。
由于复合材料的生产工艺过程复杂、工艺技术状态难以准确控制，避免使用带有危险缺陷的复合材料管形件是保证运载火箭技术稳定性的先决条件。复
收稿日期：2011-11-24
基金项目：江西省研究生教育创新基地资助
合材料管形件为单件生产方式，生产后直接成型，后加工量少，生产工艺控制、破坏性抽检等常用的产品质量方法无法应用，建立碳/环氧复合材料管形件无损检测方法，对于保证运裁火箭箱间段、级间段和推力支架的质量可靠性具有十分重要的作用。
检测方法研究 1
复合材料常用的超声检测方法有：脉冲反射法和穿透法。由于复合材料管形件的孔隙率高，超声波传播衰减大；表面曲率半径小，超声波入射到制品后的声束扩散严重；制品表面不平整，材料表面反射波列较宽等因素影响了超声脉冲反射法的使用。使用不同额率、不同晶片直径、不同焦距长度的探头对复合材料管形件进行适用性研究，图1为使用1MHz平探头对复合材料管形件进行接触反射法检测的波形图。
作者简介：张额，1988年出生，顾士研究生，主要从事超声检测及研究工作。E-mail；hangring_n@126.com
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宇航材料工艺http：//www.yhclgy.0om2012年第3期