铺缝液体成型复合材料孔隙率与超声衰减系数关系研究

刘伟，李红强，舒巍，郑莹莹

(江苏恒神股份有限公司，江苏 丹阳 212314)

0 引言

孔隙对复合材料力学性能有很大影响，在工程应用中，人们希望通过无损的方式建立孔隙率与超声参数之间的关系，从而评估复合材料中的孔隙率。主要检测方法为声速法[1]、声衰减法及阻抗法[2]，其中以声衰减法的孔隙率超声检测研究最多。

由于铺缝工艺是近些年才发展起来的技术[3]，虽然国内外对铺缝液体成型复合材料缺陷做了一定的研究，但相对较少，对于工程应用所关注的孔隙率与超声特征参数的关系未有过研究，因此有必要对铺缝液体成型复合材料的缺陷进行检测与识别研究。本文将利用超声无损检测设备测量每组孔隙率试样下孔隙引起的超声衰减系数αp，利用金相显微镜观察测量每组孔隙试样的实际孔隙率Pv，通过回归分析，建立铺缝液体成型复合材料孔隙率与孔隙引起的超声衰减系数之间的关系。

1 实验材料和方法

1.1 实验材料

实验采用江苏恒神股份有限公司制造的8块含有不同孔隙率的铺缝液体成型复合材料层压板。其孔隙率通过金相显微镜法测得，分别为0.09%、0.13%、0.36%、1.19%、1.76%、1.97%、2.31%和2.49%。

1.2 无损检测

采用接触式反射法超声C扫系统，系统组成如图1所示。该超声C扫系统带有机械运动支架，可快速进行平面扫查，探头为5 MHz，64晶片。

图1 接触式反射法超声C扫系统

对于含有孔隙的复合材料，超声总衰减包括系统总衰减、在复合材料上表面的衰减、下表面的衰减以及在内部的衰减。……