[发明专利]获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法

说明书

本发明提供了一种获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法，其包括以下步骤：S₁、通过预埋含有不同孔占比的聚四氟乙烯薄膜缺陷的方法获得一系列不同粘接强度的胶接试验件；S₂、利用超声检测仪A扫的方法建立超声信号与孔隙率的关系曲线，将胶接试验件进行性能测试，获得孔隙率与力学性能的关系曲线，从而建立超声信号、孔隙率和力学性能的关系曲线；S₃、对待测产品进行超声检测仪A扫，获得相应的超声信号，评估待测产品的孔隙率，评估待测产品的力学性能。本发明改变了弱胶接试验件需要靠长期生产过程中积累的传统模式，在短时间即可制造出不同粘接强度的试验件，大大提高对试验件的制造效率。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法。

背景技术

在现有技术中，复合材料胶接结构相比于机械紧固件，在抗腐蚀性、密封性、强度、密度等方面具有明显优势，是结构减重的一种重要措施，被广泛应用于航空复合材料零部件中。例如，商用飞机翼面类加筋壁板、尾翼前缘、发动机风扇叶片等。

通常，复合材料胶接结构可以根据制造方法的不同分为三种形式：共固化、共胶接，以及二次胶接。根据胶接基材的种类可分为：复合材料-复合材料胶接结构和复合材料-金属材料胶接结构。

在复合材料胶接过程中，由于压力不均匀或者吸湿等因素会导致胶膜表面形成大量孔洞或者密集孔隙。而先进复合材料的机械性能对孔隙十分敏感，经实验证明，孔隙率在0％～5％时，每增加1％，复合材料的层间剪切强度平均下降7％左右，弯曲强度以10％左右的比例下降。同时拉伸强度、抗疲劳性均会下降。

但是，孔隙对胶接性能有多大影响，尤其是胶接界面的孔隙会影响多少胶接强度，由于到目前为止没有很好的可控制造和定量表征胶接结构中的胶膜孔隙的方法。因此，一直以来都是国际性的技术难题。

传统的不同孔隙含量试验件的制造方法，都是通过改变铺贴、固化工艺来实现。通过改变抽真空、降低固化压力、改变升降温速率这些参数的确可以制造出含孔隙缺陷的试板。

但是绝大多数情况下，这些试板的孔隙率分布非常不均匀(尤其是胶接界面)，而且在某一较小均匀的孔隙率范围内(如1～1.5％)无法切割出尺寸大小合适的力学性能测试试样。因此也很难获得足够量的有效试验数据。

有鉴于此，本领域技术人员研究了一种通过超声信号获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中试板的孔隙率不均匀，无法切割出尺寸大小合适的力学性能测试试样的缺陷，提供一种获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种获得复合材料胶接界面孔隙率及界面强度的方法，其特点在于，所述方法包括以下步骤：

S₁、通过预埋含有不同孔占比的聚四氟乙烯薄膜缺陷的方法获得一系列不同粘接强度的胶接试验件，用于模拟二次胶接界面的孔隙缺陷；

S₂、利用超声检测仪A扫的方法建立超声信号与孔隙率的关系曲线，将所述胶接试验件进行性能测试，获得孔隙率与力学性能的关系曲线，从而建立超声信号、孔隙率和力学性能的关系曲线；

S₃、对待测产品进行超声检测仪A扫，获得相应的超声信号，通过所述超声信号与孔隙率的关系曲线评估所述待测产品的孔隙率，通过所述孔隙率与力学性能的关系曲线评估所述待测产品的力学性能。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S₁中具体包括：