导语:复合材料内部结构复杂,内部微小的缺陷都可能导致致命故障。此时,超声波检测技术成为守护安全的 “火眼金睛”,而对比试块则是这双眼睛的 “校准标尺”。
对比试块是一块用与被检制件完全相同的材料、相同的工艺制造出来的标准样块,并人工制造各种已知大小、类型、深度的缺陷。其在超声检测起到的作用有: 1.校准灵敏度: 确定检测仪器的起始灵敏度(增益/衰减设置),确保能够可靠地检测出规定大小的缺陷。 2.缺陷定量: 通过比较缺陷反射波幅与已知人工缺陷(如平底孔、横孔)的反射波幅,估算实际缺陷的大小。 3.声速测量: 测量超声波在特定复合材料中的传播速度,用于精确计算缺陷深度。 4.探头性能评估: 检查探头的分辨力、声束特性(如焦点、声场分布)。 5.系统验证: 定期验证整个超声波检测系统(仪器、探头、线缆、软件)的性能是否稳定可靠。 6.检测工艺验证: 证明所采用的检测参数和方法能够有效检出规定大小的缺陷。 对比试块制作时,其在蒙皮厚度、材料类型、表面状态、胶粘剂、内部结构和制造工艺上可以代表制件。 对比试块应含有人工缺陷,这些缺陷应包括工程图或验收标准不允许存在的最小缺陷。 复合材料层压板、板-板胶接结构和夹层结构对比试块的分层和脱粘缺陷通常铺在层与层之间、板-板之间或板-芯之间,其中缺陷通常采用2层厚度为0.02mm~0.152毫米的聚四氟乙烯薄膜 外来物和夹层缺陷通常采用单层聚四氟乙烯薄膜制作。 对于曲率半径小于150mm的零件,试块曲率半径应在±10以内;对于曲率半径大于150mm的制件,可采用平板试块。 三、对比试块的鉴定 所有的对比试块都需要进行鉴定合格后才能使用,对比试块应满足以下要求: 对比试块上预埋人工缺陷处的声波衰减值与优区相比不小于10db。 检测记录的C扫描图中显示对比试块上的缺陷尺寸与实际预埋人工缺陷面积的差值不超过±25%。 对比试块上预埋的人工缺陷外不应有其他可能影响到调节检测灵敏度或影响评定分析的自然缺陷存在。 对比试块鉴定周期通常为一年。对比试块出现可能造成损伤的情况,需重新进行鉴定。 结束语 不同于传统金属材料试块,复合材料对比试块的制作更具挑战性。由于复合材料多为纤维与树脂的复合结构,试块需模拟真实工件的纤维方向、铺层角度、厚度变化等特征,甚至要精准控制缺陷的尺寸、深度和分布形态。 复材层压板阶梯对比试块 复材层压板对比试块 单胶缝阶梯对比试块 双胶缝对比试块 蜂窝夹层结构对比试块 泡沫夹层结构对比试块一、什么是对比试块
二、对比试块制作要点
6种典型对比试块结构示意图:






