随着越来越多复合材料结构被应用于各行各业，了解如何检测这些材料的损伤成为了一个重要话题。不仅复合材料部件的数量在增加，而且在某些情况下，如飞机制造中，整个机身结构基本上都是由先进复合材料制成的。本文将探讨在处理复合材料时需要考虑的一些不同的检测技术。
1. 无损检测（NDT）
评估材料或部件的方法多种多样，其中无损检测方法因其广泛的应用而成为重要的一类。无损检测（NDE）或无损检测（NDT）领域涉及识别和表征材料表面和内部的损伤，而无需切割或改变材料。无损检测的基本方法包括接触法和非接触法，两者在测试和评估复合材料方面都有其特定的应用。下表将无损检测方法分为接触法和非接触法两类进行展示：
图1 无损检测方法中的接触法和非接触法
检查类型与无损检测方法
对于特定类型的检测，根据结构、材料或损伤特性的不同，已经确定了最佳的工作方法。
图2 检查类型和无损检测方法
2. 检查方法
目视检测
目视检测是复合材料结构检测中基本且有用的一部分。检查员会寻找结构上的可见损伤迹象，如烧伤、脱粘和分层。当然，这应该是最基本类型的无损检测（NDT）。
许多实例都采用了目视检测，因为它可以通过减少其他测试的数量或在某些情况下完全减少对其他类型测试的需求来节省时间和金钱。目视检测的最大优点是流程快捷。另一个优点是过程的相对成本效益。目视检测不需要任何设备，但这种方法也有其固有的缺点。
轻敲检测
图3. 轻敲检测方法（来源：Flight Mechanic）
这是另一种基本的检测方法。您可以用硬币轻敲部件表面。如果发出明亮、金属般的声音，则表示结构良好。如果发出沉闷的“噗”声，则可能表示存在分层或脱粘等缺陷。这种方法在较薄的结构上更为有效，但在非常厚的层压板上效果会减弱。另一个缺点是它无法穿透核心。如果背面附着有其他结构，有时也会给出错误的读数。
超声检查
超声波检测是另一种可用于复合材料结构检测的无损检测方法。超声波评估系统由发射器和接收器电路、换能器工具和显示设备组成。根据信号携带的信息，可以确定裂纹位置、缺陷大小、方向和其他特性。超声波检测有三种基本类型：A型扫描、C型扫描和ANDSCAN。
A-Scan
A-Scan超声波设备使用脉冲回波系统来定位缺陷。一个探头（或换能器）被放置在待检测的表面，并使用凝胶耦合剂以确保良好的声传导性。然后，探头通过部件发送超声波脉冲，并测量脉冲从部件后表面反弹回来的时间。材料中如脱粘和水分侵入等缺陷会导致不同的飞行时间。用户需要知道被测材料的声速（声音在材料中传播的速度），并将其输入到测试仪中。
C-Scan
C-Scan也使用超声波来检测部件，但与A-Scan不同，它测量声音穿过部件厚度的时间。因此，您需要能够接触到部件的两面。此外，它还需要被浸没在液体介质中以确保良好的声传输，这可能会导致某些部件发生水分侵入。但C-Scan在复合材料上的表现优于A-Scan。它提供了部件的整体扫描图像，检查员可以使用该图像来定位损伤。
ANDSCAN
这是来自Agfa NDT的一款产品，它将A-Scan提升到了一个新的水平。一个机械臂连接到换能器上，换能器再连接到计算机上。机械臂为计算机提供换能器在空间中的x、y、z坐标。这使得计算机能够生成检查区域的类似C-Scan的图像。计算机还通过尾号存储信息，以便进行趋势分析。
热成像技术
热成像技术可用于检查复合结构。在其最基本的形式中，热量被施加到部件上，然后通过红外摄像头观察部件冷却的过程。这一过程可以为训练有素的眼睛提供缺陷的指示。
射线检测
射线检测（RT）是最常用的检测方法。复合材料中最常见的损伤类型是分层，这会导致形成气袋；只有当分层的方向不与X射线束垂直时，才能在RT中看到分层。射线检测有许多类型，每种都有其特定的应用。当部件既不太厚也不太薄时，常规射线检测最为有用。对于1到5毫米的薄部件，使用低电压射线检测，而γ射线检测则适用于厚部件。这些类型的射线检测在检测大空隙、夹杂物、层间裂纹、纤维分布不均匀以及纤维错位（如纤维褶皱或焊接线）等方面非常有用。
X射线检查
复合材料的X射线检查与金属结构的X射线检查类似。图像基于材料的密度。如果将X射线设置为一定角度，它还可以看到一些分层。此外，水和夹杂物也可以被观察到。
声发射
声发射（AE）是一种有效的缺陷分析方法。这种机械振动是由材料缺陷如基体微裂纹、纤维-基体脱粘、局部分层或纤维拔出和断裂等产生的。这些缺陷产生的应力波从其起源点同心向外传播，并被一系列高灵敏度压电元件检测到。
