疲劳试验中二次共固化结构相控阵检测
飞机为什么要做全机疲劳试验
飞机为什么要做全机疲劳试验作者：王军朋来源：《大飞机》2020年第04期想要徒手折断一块薄薄的铝片，你会怎么做？如果想一次性弯折，也许很难使其折断，其实只需反复弯折几次，铝片很快就会被折断。
这个现象就是交变载荷对金属结构影响的体现。
飞机结构在使用过程中也会承受反复变化的载荷，业内称为疲劳载荷。
在疲劳载荷作用下飞机结构可能出现裂纹扩展甚至开裂，最后造成结构破坏。
近几十年的航空史表明，疲劳断裂是影响飞机结构可靠性的主要因素。
会造成疲劳断裂的因素很多，材料性能、构件几何形状、加载历程及环境条件等都有可能造成影响，仅靠理论分析无法准确反映飞机结构疲劳特性，需要通过疲劳试验进行验证。
全机疲劳试验是依据实际测得的飞机不同飞行状态的载荷及载荷分布情况，通过计算机控制的多点协调加载系统，对真实飞机结构施加按预案已确定的交变载荷谱的一种试验。
交变载荷谱是由多种载荷工况按一定的重复频次及顺序规则组成，通常按照“飞-续-飞”的顺序循环施加飞机在飞行使用过程中的载荷历程，然后检测结构疲劳反应，给出飞机结构裂纹萌生与扩展的规律，暴露机体结构疲劳薄弱部位和疲劳损伤关键部位，确定薄弱位置裂纹的扩展特征，并为该型飞机疲劳定寿、确定修理周期以及未来细节设计的改进提供重要依据。
飞机疲劳试验的成功与否主要取决于三个因素：符合飞机实际使用情况的载荷谱;满足准确度和精度要求的试验加载设备及测量、控制系统;完善的无损检测体系。
典型的全机疲劳试验包括耐久性（疲劳）试验、损伤容限（裂纹扩展）试验和剩余强度试验。
由于飞机生产工艺差异、使用环境差异、载荷当量化以及其他未预计差异和疲劳寿命固有分散性等原因，造成了试验寿命和实际使用寿命之间的不同。
为了让飞机在使用过程中保证极低的破坏概率，全机疲劳试验通常采用一个较大的疲劳分散系数，即耐久性试验要完成2～4倍设计寿命试验，损伤容限试验完成0.5～1倍设计寿命试验。
全机疲劳试验是全机试验的延续，其在设计过程、加载方法、液压系统、控制系统、无损检查方法、质量管理体系和试验管理等方面与静力试验相似，可以说全机疲劳试验是一种准静力试验/连续静力试验。
热障涂层的热疲劳试验方法
试样在热循环过程中的最高温度。 2.1.7 下限温度 minimum temperature
试验对冷却介质的规定温度①。 2.2 符号
符号、名称和单位见表 1。
表 1 符号、名称和单位 Table 1 List of symbol, term and unit
th和冷却时间 t2之和。 2.1.3 热应力 thermal stress
涂层和基体在温度变化时产生的内应力。
3 试样
热障涂层的热疲劳试样如图 2 所示。 试样基体 涂层的加工按有关规定进行。
20 图 2 热障涂层热疲劳试样图 Fig.2 TBC’s thermal fatigue specimen
Thermal Fatigue Test Method of Thermal Barrier Coatings
HAN Zeng-xiang， YU Hui-chen， ZHONG Bin， LI Jian-ping
(Beijing Institute of Aeronautical Materials， Beijing 100095， China) Abstract： With a cylinder specimen and furnace-heating and water-cooling, a test method for measuring the thermal fatigue resistance of thermal barrier coatings was proposed according to the specification on thermal fatigue test machine of HB 6660-1992. The specimen form, fixture method and test equipment were introduced in this paper. All test procedures were defined including test parameters, measurement and control of test temperature and measuring methods of thermal fatigue. The damage at different test conditions was analyzed, and the determinant method for coating failure was proposed. Key words： thermal barrier coatings；thermal fatigue；test method；damage；failure
复合材料层压结构超声相控阵检测的缺陷定量表征
复合材料层压结构超声相控阵检测的缺陷定量表征张继敏;周晖;刘奎;刘卫平【摘要】使用便携式超声相控阵设备及两个几何参数不同的线性阵列换能器对埋有ϕ6 mm和ϕ9 mm 人工缺陷的碳纤维复合材料层压板试块进行检测，分别进行了非聚焦线性扫查和聚焦线性扫查，并对 C 扫成像进行分析。
结果表明：在非聚焦线性扫查情况下，其扫查缺陷尺寸的准确性与换能器晶元长度和孔径长度有紧密关系，试验结果与理论分析一致；而在聚焦线性扫查情况下，其扫查缺陷尺寸的准确性不再受孔径数过大的影响。
%In this paper,a portable phased array ultrasonic device and two linear array transducers with different geometric parameters are utilized to detect the ϕ 6 mm and ϕ 9 mm defects in a carbon fiber composite laminate. Non-focusing linear scan and focusing linear scan are adopted,respectively,and C scan image is shown to study and analysis.The experiment reveals that in the case of non-focusing linear scan,the accuracy of the size of defects has a close relation with the lengths of the element and aperture.The experiment results show good agreements with theoretical analysis;but in the case of focusing linear scan,the accuracy of the defect size is not affected by the overlarge aperture.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P20-25)【关键词】超声相控阵;阵列换能器;尺寸定量【作者】张继敏;周晖;刘奎;刘卫平【作者单位】上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所，上海 200436;上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所，上海 200436;上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所，上海 200436; 纤维材料改性国家重点实验室东华大学，上海200051;上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所，上海 200436【正文语种】中文【中图分类】TG115.28在无损检测技术发展史中，超声相控阵技术凭借其快速，灵活，可进行复杂检测，可靠性强等特点在电力、石油化工、铁路、核工业、航空航天等领域发挥越来越重要的作用[1-6]。
复合材料结构的疲劳试验研究
复合材料结构的疲劳试验研究随着科技的不断发展，复合材料在工程结构中的应用越来越广泛。
由于复合材料优异的物理和力学特性，它被广泛应用于航空、汽车、海洋、电子等领域。
然而，在复合材料结构应用的过程中，疲劳寿命成为制约其使用的重要因素。
因此，研究和分析复合材料结构的疲劳试验变得越来越重要。
一、复合材料的疲劳特性在研究复合材料结构的疲劳试验之前，我们需要了解复合材料的疲劳特性。
复合材料的疲劳行为受到许多因素的影响，包括应力水平、振荡幅值、振荡频率等。
由于复合材料是由多种材料组成的，因此它的疲劳行为也受到这些材料的影响。
例如，复合材料中纤维的方向、大小、排列方式等都会影响它的疲劳寿命。
复合材料疲劳行为的研究主要包括疲劳试验和疲劳模型。
疲劳试验通常是通过施加不同的应力水平、振荡幅值和振荡频率来研究材料在不同工况下的疲劳寿命。
而疲劳模型则是通过分析试验数据，建立材料的疲劳寿命和施加应力之间的关系，以预测材料在实际工作条件下的疲劳寿命。
二、复合材料结构的疲劳试验方法复合材料结构的疲劳试验是评估复合材料结构在实际工作条件下的疲劳寿命的一种方法。
这种试验通常采用恒幅加载或变幅加载的方式来模拟材料在实际工作条件下的疲劳状态。
恒幅加载试验是在相同的应力水平下进行的，而变幅加载试验则是在不同的应力水平下进行的。
在复合材料结构的疲劳试验过程中，需要对试验的参数进行精确测量。
这些参数包括振幅、振动频率、应力幅、应力比、位移等。
此外，还需要测量复合材料试样表面的裂纹长度、裂纹方向和裂纹密度等参数，以评估试样的疲劳损伤程度。
三、复合材料结构疲劳试验的实例以复合材料制成的梁为例，来探讨复合材料结构疲劳试验的实施过程。
首先，需要根据实际工况和材料特性选择适当的试验参数。
例如，梁的载荷大小和载荷方向、振动频率、振幅等参数。
然后，需要制备符合要求的试验样品，通常采用层压法制备。
制备好的试验样品需要进行预处理，例如剪切、打砂等处理，以保证试样表面的光滑度和均匀性。
结构疲劳试验定义
结构疲劳试验定义
结构疲劳试验是用来评估结构件在经受疲劳载荷后性能变化的一种实验技术。
结构疲劳是指结构件在反复加载和卸载后出现的加速性能降低，故障发生。
结构疲劳试验旨在研究和评估结构疲劳特性，为结构设计和寿命预测提供必要的数据，以减少结构失效的可能性。
结构疲劳试验的基本原理是以生产高负荷为基础，以轻正载荷低负荷为特征，继续重复加载和卸载直到出现故障为止。
按照这种方式，根据测试负荷和受试件的数量，不同的测试模式可以被选择。
据此，结构疲劳试验可以分为冲击试验、持久性试验和涡轮试验三类。
冲击试验，又称冲击疲劳试验，是以连续的冲击负载加载到样件上，直接测定破坏时样件的累积滞后负荷的试验方法。
这一类的测试方式是用于测试结构件在冲击状态下的可靠性的，是工程结构试验中常用的手段之一。
持久性试验，也称恒定负荷试验，是指以恒定负荷加载到样件上，计数受试件在规定负荷下的破坏数量，测定样件的可靠性的试验方法。
该试验适用于低循环负荷，也可模拟衰减负荷来评估结构件的寿命。
涡轮试验，也称为涡轮疲劳试验，是指以高循环负载加载到样件上，根据涡轮运动原理计算受试件滞后负荷的试验方式。
这种方法适用于模拟高循环负荷损伤的结构，它能够更好的反映结构的可靠性特性，是近几年发展较快的结构疲劳试验方式。
结构疲劳试验有以下几个重要的步骤，包括：材料的特性评价、模型的确定及算法的开发、试验台的制造及安装、疲劳载荷的补偿、确定疲劳负荷幅值范围、试验前准备及数据采集，以及受试件故障研究分析。
国外的工业相控阵检测标准
国外的工业相控阵检测标准工业超声相控阵检测技术是近年来倍受关注的新型无损检测技术，其主要特点是采用多晶片探头，各晶片的激励（振幅和延时）均由计算机控制，能产生聚焦波束实现对工件的扫描，并能实现检测结果的成像。
经过多年的持续改进，目前的相控阵技术和设备己经达到很高水平：超声波束的各项参数，例如角度、扫查方向、聚焦范围和焦点尺寸等，都可以通过软件设定；在不移动探头的情况下，仅通过改变软件设置就可以快速改变声束的偏转角度，实现对工件的焊缝截面的扫查；可以通过聚焦功能提高检测分辨力、灵敏度和信噪比；相控阵仪器能够记录和保存检测过程的所有信息数据，还可以从不同投影方向生成S,B,C,D等多种图形。
超声相控阵技术应用于压力容器焊缝的检测具有十分重要的意义和良好的前景，因为与常规超声检测技术相比，相控阵技术具有以下明显优势：更好的检测条件适应性、更快的检测速度、海量的数据存储能力、超强的数据处理能力和成像能力。
这些优势使相控阵技术比常规超声技术有更高的缺陷检出率，更高的测量精度，以及更高的检测可靠性。
虽然对工业相控阵技术的研究已近20年，但由于该技术的超新颖性和超复杂性，导致其成熟相对迟缓，推广应用相对滞后。
在国外（特别是北美）一些重要规范已认可超声相控阵技术的应用，但有关内容仅列在附录中或案例中，相应的检测方法和工艺需要经过验证才能使用。
现有相控阵标准对具体技术和工艺的规定也并不详细。
现将些主要的相控阵标准规范介绍如下。
一、ASME及其案例在ASME标准和有关的案例中，相控阵扫查分为于工相控阵扫查和编码器相控阵扫查。
强制性附录Ⅳ要求扫查中使用的所有声束都进行校准，另外模块声程上变化和模块衰减效应也要补偿。
该附录还特别提到了扫查计划，要求扫查计划提供一个标准化的和可重复的检验方法。
该标准还对编码器校准以及声束的覆盖做了说明。
在扫查方式上，该标准规定要保证声束垂直于焊缝中心线，保证声束的覆盖，并且要做双侧扫查。
国检检测QBG-50微机控制高频疲劳试验机检验细则
QBG-50微机控制高频疲劳试验机检验细则一、工作原理高频疲劳试验机是利用机械系统共振原理及多自由度力学模型设计而成的。
在这一多自由度振动系统中，当激励机构所产生的电磁激振力的频率等于系统的主振频率并满足一定条件时，这一系统便产生等幅谐振，其激励质量（主要指砝码及其它等效质量）在谐振状态下所产生的惯性力（波形为正弦波，正弦波的幅值Fa即为动载荷或幅值载荷）往复作用于试样上，从而完成其疲劳试验。
在这一系统中，谐振惯性力的幅值Fa表征了试样所受的动载荷的大小，而其所受的静载荷Fo（即正弦波平均值，或称其为均值载荷）是由电机驱动丝杠来实现的，由于实现动、静载荷在机械结构上的相对独立，所以消除了动、静载荷间的相互影响，即实现了动、静载荷的解耦。
二、范围本细则适用于螺纹紧固件室温下拉伸疲劳强度的测定本细则也使用于所有紧固件的抗剪接头在室温下拉伸疲劳强度的测定三、编制依据GJB715.9-1990/NASM1312.21-1997紧固件试验方法抗剪接头疲劳GJB715.30-1990/NASM1312.11-1997 紧固件试验方法拉伸疲劳GB 13682/ISO3800-1993 螺纹紧固件轴向疲劳试验试验方法和结果评估四、常规试验1.疲劳试验机使用基本条件现场环境条件环境温度范围：（-10~﹢35）℃环境相对湿度：不大于80%海拔高度：不超过1000m其它条件实验室应具有三相四线380V交流电源及必要的插线板（座）电源电压波动范围不大于±10%，电源配给功率不小于设备所功率的2倍。
实验室应具有可靠的接地线实验室地面应为能够承载设备的坚实平整地面，如平整的水泥地面，不需要特殊地基。
2.软件的启动与退出先打开计算机电源，运行CCQB应用程序，再打开测控电箱及强电柜电源。
试验前测控电箱须预热30分钟，再进行试验。
试验结束后，先关闭电箱电源，再关闭计算机。
启动CCQB应用程序，弹出软件登陆窗口，直接点击确定后出现CCQB欢迎界面，同时对测控系统硬件进行初始化，检测设备是否正常，如正常则弹出CCQB的主界面。
相控阵超声法检测混凝土结合面缺陷
1 总则1.0.1 为规范相控阵超声法检测混凝土结合面缺陷的技术方法，保证检测的准确性和可靠性，制定本规程。
[条文说明] 本条是编制本规程的宗旨。
相控阵超声法用于钢材内部缺陷的检测，已经建立了比较成熟的标准体系。
相控阵超声法用于混凝土内部缺陷的检测，是随着相控阵超声检测设备的不断演进而发展起来的，课题组对此开展了大量试验研究和实际工程验证工作，形成了比较可行的检测方法。
在深入总结实践的基础上，编制本规程，对检测仪器和现场检测要求做出严格规定，可以有效保证检测的准确性和可靠性。
1.0.2本规程适用于混凝土结合面缺陷的现场检测。
[条文说明] 本条规定了本规程的适用范围。
混凝土结合面是指间隔一定时间，两次浇筑的混凝土形成的交界面，因施工工艺不当，在交界面上产生的孔洞、缝隙、脱空、夹杂等，就构成了混凝土结合面缺陷，这些缺陷对结合面的受力性能会产生不利影响。
通过本规程提供的检测方法，可以在现场有效识别这些缺陷的位置和分布范围，从而为后续进行修复处理提供依据。
对于其它水泥基材料形成的结合面，当存在上述缺陷时，也可以参照本规程进行检测。
1.0.3采用相控阵超声法检测混凝土结合面缺陷，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
[条文说明] 用于混凝土结合面缺陷检测的相控阵超声法，是在用于钢材内部缺陷检测的相控阵超声法的基础上发展起来的。
与后者相关的标准包括：《无损检测仪器相控阵超声检测系统的性能与检验》GB/T 29302、《无损检测超声检测1相控阵超声检测方法》GB/T 32563、《无损检测仪器相控阵超声检测仪技术条件》JB/T 11779、《相控阵超声探伤仪校准规范》JJF 1338等。
在应用相控阵超声法检测混凝土结合面缺陷时，也必须符合以上标准中的一些通用规定。
混凝土结合面在装配式混凝土结构构件中广泛存在，因此，应用相控阵超声法检测混凝土结合面缺陷时，还应符合以下标准的有关规定：《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231、《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204等。
疲劳试验中二次共固化结构相控阵检测
Phased Array Detection of Secondary Co-curing
Structure in Fatigue Test
作者： 何潇[1];王丹[1];宁宁[1]
作者机构： [1]中国飞机强度研究所,陕西西安710065
出版物刊名： 科技创新与应用
页码： 23-25页
年卷期： 2019年 第29期
主题词： 复合材料;二次共固化结构蒙皮;超声相控阵检测
摘要：文章针对全机疲劳试验中二次共固化蒙皮的结构特点,对二次共固化结构蒙皮可能出现的损伤类型进行了分析并制作了标准试样,并通过相控阵对二次共固化蒙皮结构预制缺陷进行超声信号分析并在疲劳试验中进行了验证,形成了疲劳试验中二次共固化蒙皮结构缺陷的超声相控阵判别依据。
基于非线性超声的疲劳裂纹检测中二次谐波的激发效率
基于非线性超声的疲劳裂纹检测中二次谐波的激发效率
陈鹏;师小红;徐章遂
【期刊名称】《无损检测》
【年(卷),期】2010(032)011
【摘要】提出在疲劳裂纹的非线性超声检测中,将二次谐波激发效率作为定量表征疲劳裂纹缺陷的特征参数,并对其理论公式进行了详尽的推导,证明了将二次谐波激发效率作为特征参数对疲劳裂纹缺陷进行定量化是有效的.
【总页数】3页(P865-867)
【作者】陈鹏;师小红;徐章遂
【作者单位】石家庄机械工程学院电气工程系,石家庄050003;石家庄机械工程学院电气工程系,石家庄050003;石家庄机械工程学院电气工程系,石家庄050003【正文语种】中文
【中图分类】TG115.28;O221.3
【相关文献】
1.金属构件疲劳微裂纹非线性超声检测 [J], 师小红;敦怡;王锋;王震;徐章遂
2.基于非线性超声调制频谱识别铝合金板材的疲劳裂纹 [J], 高桂丽;李大勇;石德全;董静薇
3.基于非线性超声调制的疲劳裂纹识别方法 [J], 李拯;吴维亮;屈文忠;肖黎
4.基于倍频双晶复合传感器的构件疲劳微裂纹非线性超声检测 [J], 师小红;敦怡;王锋;王震;徐章遂
5.基于非线性超声谐波法的混凝土构件应力检测 [J], 刘鹏飞;王英瞩;李祚华;刘海涛;滕军;陈杰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019年29期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application疲劳试验中二次共固化结构相控阵检测*何潇，王丹，宁宁（中国飞机强度研究所，陕西西安710065）引言碳纤维复合材料由于其轻质、高比模量、高比强度、耐腐蚀等优点，在军机结构中得到了越来越多的应用，复合材料整体成型技术可以大幅度减少复杂大型结构的组装和紧固件的数量，提高生产效率，是实现复合材料轻质，高效，低成本的重要途径。
二次共固化工艺是整体成型技术中非常重要的一种，该技术是指把一个或多个已经固化而另一个或多个未固化复合材料零件通过胶黏剂（一般为胶膜）在一次固化中固化并胶接成一个整体制件的工艺方法。
在航空复合材料结构制造中，蒙皮与筋条共胶接整体成型技术被广泛采用，例如复合材料整体机翼、机翼盒段等。
但如果成型过程工艺控制不当，也会造成分层、脱粘等缺陷，会严重影响试验件的成型质量和性能。
全机疲劳试验中的损伤检测是获得飞机结构损伤形成和损伤扩展规律的重要手段，贯穿了试验的整个过程，是试验质量控制不可或缺的基础技术，损伤检测的目的是及时、可靠地发现飞机结构出现的损伤，复合材料为结构维修和下一阶段试验方案的制定和调整提供依据：保证损伤受控，避免结构发生非预期的破坏。
二次共固化蒙皮结构型筋结构在疲劳试验中也存在随着试验的进行而产生分层，脱粘等损伤，这些损伤是否能及时有效的检测出和如何进行评判就成了问题的出处。
本文中主要使用超声相控阵方法作为二次共固化蒙皮结构的检测方法，通过对含有预制缺陷的二次共固化的标准试块的检测，得到二次共固化蒙皮结构损伤波形特征，建立损伤的判断标准。
1超声相控阵检测技术传统的超声检测技术声束单一，其仅依靠移动探头实现全覆盖扫查。
超声相控阵检测技术是在传统超声技术基础上发展起来的一种多声束扫描成像技术，采用的超声检测探头通常是由几十到上百个晶片组成的换能器阵列，声束覆盖范围很大，所以相较传统探头，相控阵探头在不移动或尽量少移动的情况下就能全覆盖单晶片探头扫查区域，因此其检测效率远远高于常规的单通道超声检测设备。
本文中使用的超声相控阵检测设备是英国SONATEST 集团开发的RapidScan2型快速超声C 扫描系统，用5MHz 、128晶片的轮式相控阵探头，软件界面可同时输出A ，B ，C 显示。
该检测系统采用轮式相控阵探头，该探头线性阵元一次扫查范围大，适合大面积航空复合材料结构的原位快速检测，并且具有高精度、高清晰图像分辨率及大频宽等特性，能有效检出航空复合材料构件中的分层、脱粘及冲击损伤等缺陷。
2二次共固化蒙皮结构的超声检测2.1二次共固化蒙皮结构全机疲劳试验中试件的二次共固化蒙皮结构如图2所示，成型工艺为先分别固化筋条层层压板蒙皮，然后筋条与蒙皮一起共固化，二次共固化时蒙皮与筋条间加J-299胶膜，填充区为单向带填充。
蒙皮+筋条材料：ZT7H/QY9611胶膜材料：J-299胶膜蒙皮铺层形式如下：[45/0/-45/90/45/0/-45/0/45/90/-45/0/45/0/-45/90/-45/0/45/-45/45/90/45/0/45/0/-45/90/45/0/45/0/-45/90/45/0/45/0/45/-45/90/-45/90/-45/0/45/0]s2.2二次共固化蒙皮结构超声信号分析2.2.1二次共固化蒙皮结构试样无损检测是基于信号比对的一种测试方法，对比试块摘要：文章针对全机疲劳试验中二次共固化蒙皮的结构特点，对二次共固化结构蒙皮可能出现的损伤类型进行了分析并制作了标准试样，并通过相控阵对二次共固化蒙皮结构预制缺陷进行超声信号分析并在疲劳试验中进行了验证，形成了疲劳试验中二次共固化蒙皮结构缺陷的超声相控阵判别依据。
关键词：复合材料；二次共固化结构蒙皮；超声相控阵检测中图分类号:V216.3文献标志码:A文章编号:2095-2945(2019)29-0023-03Abstract:In this paper,according to the structural characteristics of the secondary co-cured skin in the whole machine fatiguetest,the possible damage types of the secondary co-cured skin are analyzed and the standard samples are made.The ultrasonic sig ⁃nal of the prefabricated defects of the secondary co-cured skin structure is analyzed by the phased array and verified in the fatiguetest,which forms the ultrasonic phased array discrimination basis of the secondary co-cured skin structure defects in the fatigue test.Keywords:composite material;secondary co-cured skin structure;ultrasonic phased array detection*基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:51601175)作者简介：何潇（1982-），男，硕士，工程师，研究方向：全机静力和疲劳试验中复合材料结构无损检测方法及应用。
23--2019年29期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation andApplication（a ）A 位置超声信号回波（b ）B 位置超声信号回波（c ）C 位置超声信号回波图6二次共固化结构上蒙皮A 位置-C 位置缺陷超声信号图5H 位置完好结构超声信号是无损检测过程中确定检测基准的标准物质，它对检测参数的确定、检测灵敏度的调整、检测结果的评判等都起着至关重要的作用。
以与疲劳试验中同材料同工艺二次共固化蒙皮标准试样为检测对象，标准试样中含有人工预制缺陷，缺陷形式为分层和脱粘，标准试块设计如图4所示，其中A-G 为预制缺陷，材料为聚四氟乙烯膜，薄膜厚度为0.15mm ，H 位置为完好区域，其中A-C 位置模拟上蒙皮不同深度分层缺陷，D 处模拟上蒙皮与立筋脱粘缺陷，E 位置模拟上蒙皮与下蒙皮脱粘缺陷，F 、G 位置模拟下蒙皮不同深度的分层缺陷，H 位置为完好结构。
2.2.2超声检测结果分析对标准试样使用相控阵进行检测，二次共固化工艺下当超声探头在A 位置-H 位置时会产生不同的超声回波信号，这就形成了二次共固化的超声相控阵波形图谱，A 位置-H 位置的超声相控阵波形如下，首先H 位置为完好结构的超声回波图5所示。
A 位置-C 位置预制缺陷分别模拟了二次共固化上蒙皮的不同深度的分层缺陷，其中A 位置预制的分层缺陷位于二次共固化上蒙皮的近表面层，超声信号在A 缺陷处发生了反射，并未穿透A 位置缺陷，回波信号特征如图6（a ）所示，B 位置预制的分层缺陷位于二次共固化上蒙皮的中间层，超声信号在B 位置缺陷发生了反射，并未穿透B 位置缺陷，回波信号特征如图6（b ）所示，C 位置预制的分层缺图1RapidScan2型快速超声C 扫描系统图3全机疲劳试验中二次巩固化蒙皮试验件局部图2全机疲劳试验中二次共固化蒙皮结构图图4含有预制缺陷的二次共固化蒙皮标准试样24--2019年29期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application陷位于二次共固化上蒙皮的下部层，超声信号在C 位置缺陷发生了反射，并未穿透C 位置缺陷，回波信号特征如图6（c ）。
D 位置预制缺陷模拟了二次共固化上蒙皮和立筋的脱粘缺陷缺陷，E 位置预制缺陷模拟了二次共固化上蒙皮和下蒙皮的脱粘缺陷，超声信号分别在D 位置和E 位置的缺陷处发生了反射，并未穿透D 位置和E 位置的缺陷，D 位置缺陷回波信号如图7（a ）所示，E 位置缺陷回波信号如图7（b ）所示。
F 位置和G 位置预制缺陷分别模拟了二次共固化下蒙皮中不同深度的分层缺陷，其中F 位置预制的分层缺陷位于二次共固化下蒙皮接近蒙皮底面，G 位置预制分层缺陷位于二次共固化下蒙皮的上部，接近二次共固化界面，超声信号传播过程中会在二次共固化界面发生穿透和反射，超声信号进入下蒙皮后会在F 位置缺陷和G 位置缺陷处发生发射，F 位置缺陷形成的超声信号如图8（a ）所示，G 位置缺陷形成的超声信号如图8（b ）所示。
3超声相控阵检测验证以含缺陷的标准试样作为基准，调节超声相控阵的检测参数，对疲劳试验中的二次共固化蒙皮结构上的已知位置冲击损伤进行了C 扫描检测，对二次共固化蒙皮完好区域进行了A 超检测验证，超声相控阵C 扫描部位照片如图9所示，采用标准试块调节的超声相控阵C 扫描设备，将冲击损伤-1，冲击损伤-2均有效检测出。
为了进一步验证二次共固化蒙皮结构的超声信号分析结果，采用A 超对疲劳试验中的二次共固化完好结构进行了实采，采样A 超波形如图10中所示，图中的完好结构的A 超波形与图5中H 位置的超声信号分析结果相一致。
4结论（1）本文中介绍了疲劳试验中二次共固化蒙皮的结构特点，制作了含有缺陷的标准试样，通过对标准试样中不同位置预制缺陷超声信号分析，得到了不同缺陷超声信号回波图谱。
（2）通过标准试样调节超声相控阵设备参数，对疲劳试验中的二次共固化蒙皮结构的冲击损伤进行了检测，有效的检测出了冲击损伤。
（3）通过A 超对疲劳试验中的二次共固化结构完好区域进行信号采样，得到的A 超声实测结果与标准试样中完好区域的超声信号分析结果相一致，进一步说明二次共固化蒙皮结构缺陷超声回波信号图谱，可以对疲劳试验中的二次共固化结构缺陷定性提供参考。
参考文献院[1]王毅，冯宪章，李磊，等.复合材料层合板二次共固化补强胶层失效分析研究[J].机械强度，2012，34（06）:862-867.（a ）D 位置超声回波（b ）E 位置超声信号图7二次共固化结构D 位置和E 位置缺陷超声信号（a ）F 位置超声信号回波（b ）G 位置超声信号回波图8二次共固化结构F 位置和G 位置缺陷超声信号（a ）冲击损伤-1（b ）冲击损伤-2（c ）冲击损伤-1C 扫描结果（d ）冲击损伤-2C 扫描结果图9疲劳试验中二次共固化结构蒙皮冲击损伤及超声相控阵C 扫描结果图10完好区域的A 超波形实采结果25--。