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如何监控复合材料?

如何监控复合材料?

与所有材料一样,可能会出现缺陷和损坏,而对于纤维增强聚合物复合材料 (FRP),这通常表现为强度和/或刚度的降低。取决于用于制造 FRP 的材料,损坏可能是复杂的、变化的,并且与许多不同情况下的各种服务条件和故障模式密切相关。

由于需要引入诸如切口或结构连接之类的不连续性,因此可能会在制造过程中、在使用中意外或在设计中不可避免地引入缺陷。

有一种看法认为 FRP 难以检查,在某些情况下,这导致过度依赖视觉方法,而以牺牲组件质量为代价。

实际上,通常可以使用许多常用的和已建立的无损评估方法(有时称为无损检测 - NDE 或 NDT),并且近年来这项技术取得了重大进展。激光剪切成像和瞬态热成像等较新的方法现在已在航空航天和海洋领域得到广泛接受,并在其他地方找到应用;在许多情况下取代了传统的方法,如超声波 C 扫描。

在超声波系统中,现代数字探伤仪的发展和轮式探头等改进开辟了数据采集和分析的新途径。尽管工业上实际用于复合材料的 NDE 方法相对较少,但有越来越多的更新和专用方法,如微波、声学和振动热成像,它们在特定应用中显示出前景。

挑战

尽管 NDE 技术已经成熟,但该行业仍面临一些关键挑战:

  • 复合材料的厚度——特别是在航空航天应用中;
  • 检查的可访问性;
  • 联轴器和表面状况——可能非常粗糙;
  • 正面材料鉴定;
  • 信号衰减和散射;
  • 非均匀和各向异性结构;
  • 缺乏足够的标准——但情况正在改善;
  • 结果的解释——分析获得的数据,它是什么意思/代表什么?
  • 检验员对非金属结构的不熟悉;
  • 增加对操作员经验的依赖;
  • 复合结构维修检查。

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