無損檢測（Nondestructive inspection，NDI）是復合材料工業(yè)中的y一種標準測試方法，也是制造任何高質量產品的基礎。NDI有多種方法可供選擇，有時可能需要同時使用多種方法來充分了解復合材料層壓板中的缺陷和缺陷的類型、尺寸、位置和深度。
層壓復合材料容易受到缺陷和缺陷結構的影響，這些缺陷可能在鋪層和加工過程中引入。例如，在固化的層壓板中，有時會在層間發(fā)現(xiàn)夾雜物或異物碎片(foreign object debris，F(xiàn)OD)，如小塊預浸料背襯膜、脫模膜、手套殘留物和X-Acto刀片等。
非外在引入的缺陷，如孔隙、空隙和脫膠剝離，在制造中也很常見，這些缺陷通常與材料和工藝有關。這些類型的缺陷是普遍存在的，結構越復雜，或者層壓板壓實程度越低，就越容易產生缺陷。這就是為什么NDI技術人員和質量檢查員對復合材料和工藝以及具體設計知識有很好的理解是如此重要。訓練有素的復合材料檢查員知道該在哪里檢查和檢查什么。
可視檢查技術：作為一種常見的無損檢測方法，而且雖然它是任何技術人員使用的第一種方法，但可視檢查卻經常被忽視。在光線下以淺角度觀察復合材料層壓板有助于發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷，如劃痕、褶皺、橋接、表面孔隙、剝離蒙皮、分層、熱損傷、可見沖擊損傷，有時甚至幾乎看不到沖擊損傷。敲擊測試是另一種測試方法，技術人員用敲擊錘、硬幣或其他指定工具輕輕敲擊表面，傾聽并感受層壓材料的反應。數字敲擊錘可以測量敲擊響應，并以毫秒為單位顯示層壓板響應所需的時間。響應時間越短，結構吸收的沖擊就越少，這表明結構是實心的。當發(fā)現(xiàn)缺陷時，響應時間更長，導致顯示器上的數字更高。輕敲測試可用于檢測厚度小于3.05毫米的薄層壓板中的近表面缺陷，以及夾層結構中的皮芯剝離。
超聲波檢測（UT）技術：該技術是復合材料行業(yè)的主流，也是當今應用最廣泛的無損檢測方法。UT的工作原理是將高頻（0.5-25兆赫）能量波發(fā)送到層壓板中，捕捉并量化這些波形的振幅和飛行時間。使用的主要方法有兩種：脈沖回波，即：通過用同一探針發(fā)送和接收聲音脈沖來測量反射波；透射法，即：通過層壓板厚度測量傳輸波，它需要一側的發(fā)射器探針和另一側的接收器探針來發(fā)送和接收聲能。通常，這些信息通過軟件轉換為A、B或C掃描顯示的形式轉換為數字屏幕（圖1）。UT在檢測上面列出的許多結構缺陷和缺陷時很有用。
圖1：使用脈沖回波和透射法進行超聲波檢測。脈沖回波（左和中）使用換能器發(fā)送和接收超聲能量，產生A和B掃描顯示，顯示缺陷的可測量深度。透射法（右）使用一側的發(fā)射器和另一側的接收器通過零件發(fā)送超聲波能量，并提供接收能量百分比的彩色圖（深紫色區(qū)域約為10%，黃色約為70%，紅色約為90%）
熱成像技術：是將紅外輻射轉換為可見圖像的過程，通過灰度或顏色在顯示器上呈現(xiàn)非常小的溫度梯度。脈沖紅外熱成像的工作原理是用光脈沖向結構引入少量紅外能量（熱量）。然后，紅外相機捕捉并記錄由此產生的熱傳導到層壓板中。專用軟件有助于解釋圖像，并將其顯示在監(jiān)視器上供檢查員查看（圖2）。該方法快速簡便，可用于檢測孔隙率、剝離、分層和近表面夾雜物。
圖2:脈沖熱成像，光脈沖能量被引導到表面，光脈沖能量(熱)被引導到表面，紅外攝像機檢測和測量熱傳導到層壓板(左)，圖像顯示在屏幕上以進行評估（右側）
激光剪切成像技術：它是一種非接觸光學無損檢測技術，通過使用圖像剪切干涉儀來檢測和測量零件的平面外變形。首先在無載荷條件下測量零件，然后在施加的載荷下再次針對熱學、機械振動、聲振動、壓力、真空、電場、磁場、微波或機械等進行測試，這使得攝像機可以看到缺陷，以便在存在亞表面缺陷的層壓板表面上捕捉等應變條紋圖案。計算機軟件對包裹的相位圖圖像進行外推，并創(chuàng)建一個展開的相位圖，該相位圖被轉換為用于顯示和評估的集成可見圖像（圖3）。應該注意的是，該技術可以快速顯示缺陷的位置，但需要使用超聲技術進行進一步檢查以確定深度。
圖3：激光剪切成像。復合材料面板中表面缺陷的包裹相位圖（A）、展開相位圖（B）、集成相位圖（C）和集成3D相位圖圖像。
射線照相測試技術：這種諸如計算機射線照相的技術，通過使用短波長電磁輻射，如X射線或伽馬射線，通過零件到達光電傳感器（檢測器），由數字圖像處理器解釋并顯示在屏幕上。如果X射線是垂直于表面拍攝的，那么可以檢測到的東西是有限的。計算機斷層掃描（CT）是對部件進行360°旋轉的x射線，或者探測源或探測器圍繞零件旋轉。通過CT掃描，可以清楚地看到所有內部缺陷以及纖維、樹脂和空隙（圖4）。數字分層成像適用于大面積檢查，其中零件是固定的，探測源和檢測器圍繞零件旋轉或沿長度上下移動。
圖4：計算機斷層掃描（CT）掃描圖像，層壓板的切片可以檢查該層的孔隙率（左）。取一個較大的部分并進行切片以查看多個層（右）。請注意，使用CT可以清楚地看到層壓板中的纖維、樹脂和空隙
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