[实用新型]一种用于复合材料结构超声检测的R角试块

说明书

本申请公开一种用于复合材料结构超声检测的R角试块及制作方法，所述R角试块为一个“R角层压板阶梯”的结构，在五个厚度台阶中中间厚度区和近表厚度区分别预制了人工缺陷，以模拟实际工作中可能自然产生的分层缺陷。人工缺陷缺陷共10个，其中试块外形尺寸为长300mm，两边各宽50mm，R角曲率半径为5mm，缺陷尺寸为3mm×3mm，缺陷呈错位等间隔排布。本申请的R角试块能真实的模拟分层缺陷，可以用于超声检测方法对不同结构、不同厚度整体化复合材料结构检测适用性的验证研究、缺陷的定量评定分析，还可以用于实际工作时对检测设备有效性的验证，从而保证产品质量。

技术领域

本申请属于无损检测技术领域，更具体地说，本申请涉及纤维树脂基复合材料结构超声检测技术领域。

背景技术

整体化复合材料结构具有很高的受压稳定性，可以承受很高的载荷，是机身结构型式的发展趋势，如最新研制的波音B787、空客A350都采用这种结构形式。整体化复合材料结构是由蒙皮和长桁为主体单元组成的薄壁结构，通常采用共固化成形制造方案，这是一种整体化制造方法，将若干不同的复合材料零件设计成一个较大的整体件，在热压罐内一次固化中同时完成固化和胶结过程的工艺。共固化方法可以减少复合材料零件数量，减少连接件和连接过渡区域的附加重量。

整体化复合材料的长桁和蒙皮连接转角处，有T型、Ω型和J型等R角，由于外载荷的作用，会存在较大的应力集中，对飞机的安全飞行有着至关重要的影响，为此，必须进行超声检测以确保产品质量。而超声检测的方法与检测设备是否可靠，能否检查发现出设计对R角规定大小的缺陷，必须事先制作出超声检测对比试块，并在每次检测前用该试块对超声检测的方法与检测设备进行性能验证。无损检测对比试块制作中对缺陷的人工模拟是一项关键技术，而对分层缺陷的真实模拟则是试块制作的难点所在。

发明内容

本申请要解决的技术问题在于提供一种用于整体化复合材料结构超声检测的R角试块，可用于各种超声检测的方法与检测设备的验证，并可重复制作，确保高质量水平，从而确定超声检测的方法与检测设备是否可靠；另通过不同厚度阶梯的预制缺陷对比，用于不同检测对象的评判分析。

本申请一种用于复合材料结构超声检测的R角试块，所述R角试块为带转角的复合材料的层压板，层压板包括两段平板，两段平板之间由转角圆弧过渡，层压板厚度呈台阶状增加；层压板设有五个厚度台阶，每个台阶的转角圆弧中心区域的中间厚度区和近表层厚度区分别预制有人工缺陷；所述人工缺陷在层压板的过渡圆弧中心区域呈错位排布；所述人工缺陷为双层聚四氟乙烯膜片

所述双层聚四氟乙烯膜片为方形。

所述双层聚四氟乙烯膜片的方形尺寸为3mm×3mm。

所述双层聚四氟乙烯膜片表面涂有胶粘剂。

所述层压板的每段平板的尺寸为长300mm、宽50mm，转角圆弧的半径为5mm。

所述层压板的五个厚度台阶，初始厚度为1mm，依次增加0.5mm，台阶最大厚度3mm。

所述人工缺陷的厚度为0.058 mm 。

所述R角试块的转角为90°。

另一方面，本申请的一种用于复合材料结构超声检测的R角试块的制作方法，步骤为：

S1 R角试块铺层:

复合材料预浸料下料;按0°、45°、90°-45°四个方向交叉铺叠，避免弯曲和抗冲击损伤；在铺叠贴膜面第2层与第3层之间预埋人工缺陷；在铺叠中间厚度处分别预埋人工缺陷;

S2 试块成型

将完成铺叠的R角试块在工装上真空密封打袋，送入热压罐进行固化成型;

S3 试块加工