工艺技术

复杂复合材料部件的快速超声检测系统 洛克希德·马丁公司发明了一种激光超声检测系统，称作 ＬａｓｅｒＵＴ，能够决速检测空军下一代战斗机 Ｆ—２２的复合材料复杂曲面零件。该技术使Ｆ－２２作业人员能在２ｈ内检测飞机发动机大型进气道，而用传统设备需要２４ｈ。 该设备有两个激光器。一个激光器通过热弹性膨胀机理在被检测的零件表面产生超声波振荡。当激光击到零件时，其能量在零件表面上１０－１００ｕｍ处转变为热，使零件的复合材料膨胀，在１－１０ＭＨｚ范围内产生超声波。不论激光从哪个角度撞击，这些超声波总垂直于零件表面…     

国外工艺动态

Ｆ－２２的发动机首次使用钛基复合材料第一个钛基复合材料飞机零件计划在第５架Ｆ－２２上试飞。在Ｐｒａｔ＆ＷｈｉｔｎｅｙＦ１１９发动机的扩散式喷管汽缸内使用了钛基复合材料的活塞。该活塞由ＡｔｌａｎｔｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ公司制造。其重量约比原有不锈钢活塞轻...     

用激光脉冲探测复合材料

Cornel大学的研究人员正研究用激光脉冲进行复合材料结构的超声检测。因为一些厚且有各向异性的不规则结构,其力学性能在不同的方向各不相同,因此用普通超声检测系统检查复合材料常出现问题。用激光脉冲检测,可将点超声波源与传感器结合起来,在各个方向同时产生宽频带范围和高能量的超声波,从而解决存在的问题。     

激光超声技术在航空碳纤维复合材料无损检测中的应用

随着碳纤维复合材料在航空航天领域越来越广泛的应用,激光超声技术在对其进行无损检测方面的优势逐渐凸显。分析了发展复合材料激光超声无损检测技术的必要性,介绍了碳纤维复合材料激光超声无损检测技术的发展概况,分析了其主要关键技术,包括超声波激光激励技术、超声波激光接收技术和干涉技术等,评述了现有技术存在的问题及未来的发展方向,对激光超声技术未来的应用和发展有一定的参考和借鉴作用。     

复合材料发射架无损检测研究进展

本文介绍了复合材料缺陷对发射架构件的影响,论述了MMS公司的线性扫描热波检测、声-超声波检测、超声波检测技术,比较了检测方法的准确率、可信度和效率。指出将无损检测技术与自动化检测、信号采集、图像处理等现代化技术相结合,将在复合材料发射架检测中发挥重大作用。     

复合材料紧固孔分层激光超声量化表征试验

提出解决飞机复合材料结构紧固孔分层检测问题的途径。基于激光超声技术,进行复合材料紧固孔分层的量化表征试验。制备碳纤维增强复合材料紧固孔试样,根据复合材料中激光超声的激发参量选取原则,利用材料受脉冲激光辐照作用产生的热弹效应激发超声波,提取表征紧固孔区域分层缺陷的超声信号;分析影响缺陷表征准确度的关键因素,发现脉冲激光光斑尺寸（直径1~5 mm）变化对紧固孔分层的表征不产生显著影响;基于穿透法和脉冲反射法进行激光超声C扫描检测,得到紧固孔区域分层缺陷的形状、尺寸和位置特征。研究结果表明,利用激光超声技术的非接触式激发、接收和高分辨力特点,可以准确测得紧固孔区域分层缺陷导致的波反射和衰减,有效表征飞机复合材料结构的紧固孔分层缺陷。     

F-22 战斗机上的第一个钛基复合材料零件

Ｆ┐２２战斗机上的第一个钛基复合材料零件第一个钛基复合材料（ＴＭＣ）零件可望在Ｎｏ．５Ｆ－２２试验机上飞行，这个零件将用于该机两台Ｆ－１１９发动机中的一台发动机扩散喷管的作动器活塞，代替不锈钢活塞，可减重４０％。它是由ＡＲＣ公司制造的。该活塞大约长３...     

1m外腔He—Ne激光器毛细管调整技巧

在“微小光功率计量标准”中使用的是1m长外腔式He－Ne气体激光器。该激光器毛细管内径只有φ2．1～φ2．4mm，长度为1m，共有4个支撑点，要求1m长4个支撑点直线偏差很小。该激光器在长时间使用中，激光器每次点燃，实际是对激光器加热，关闭时又使激光器冷却，热膨冷缩会破坏毛细管的直度区，或腔体的变化，最终都会使激光器不出激光。由于失调而不出激光是1种常见情况，失调引起不出光可通过调整来恢复。采用同时调整毛细管4个支撑点，该方法的缺点要同时调整8个自由度，这样调整起来就要求有一定的经验，根据衍射图形的变化，作相应调整…     

喷射成形大型航宇合金零件

喷射成形技术正在很快成为制造飞机发动机镍铝超级合金零件的一种最具成本 -效益的可靠方法。这种技术采用很细的金属合金雾滴制造零件 ,在许多情况下用这种方法制造的零件比传统方法制造的零件更坚固 ,更有韧性。在加工时采用氩气或氮气使金属呈雾状 ,形成液滴 (10～ 50 0 μｍ) ,然后通过锥形喷流沉积在预成形件的表面。添加陶瓷颗粒 (5～ 15μｍ碳化硅 )转换合金涂层以形成金属基复合材料。该工艺特别适于制造发动机环和外壳等零件 ,在某些情况下比传统制造方法降低生产成本 30 %。随着飞机发动机体积增大 ,通过传统方法制造令人满意的、…     

复合材料高分辨率RF超声检测技术及其应用

通过分析脉冲超声波在复合材料中传播形成的检测信号特征,采用高分辨率RF超声检测技术实现了纤维增强/树脂基复合材料高分辨率缺陷检测.结果表明,采用该技术纵向分辨率和表面检测盲区可达0.13mm左右,可得到复合材料中孔隙率含量的清晰分布,实现复合材料冲击损伤、分层等缺陷的扫描成像检测.     

激光制造技术在航空领域中的应用

自上世纪70年代大功率激光器件诞生以来,已形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光合金化、激光熔覆、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记、激光掺杂等十几种应用工艺。     

复合材料舱体零件数控定位技术

文摘复合材料壳体采用手工划线定位零件的装配方式,精度低、重复性差,对工人的操作水平要求较高,而且利用金属划针会造成复合材料壳体表面损伤,为改变手工划线定位现状,提出利用数控设备结合喷涂设备完成零件位置线标记,为保证零件位置轮廓准确性,开展等距喷涂技术研究,构建数控定位轨迹方程,通过数控系统硬件连接组建零件定位系统,通过数控设备结合喷码装置实现复合材料壳体表面零件轮廓位置的喷涂标记,零件定位精度可以满足±0.1 mm的要求,实现了数控定位代替手工操作方式,提升了复合材料壳体零件定位精度和一致性。     

复材制件数字化制造及先进设备的应用

随着复材零件结构的日益复杂,传统复合材料生产模式很难满足其精准化要求,复合材料数字化软件的开发使零件的制造过程更加便捷,同时能够满足对零件尺寸精准的验收技术要求。分别以某型号壁板蜂窝夹层件两类典型的零件作为研究实例,利用数字化软件对制造过程进行优化,开展数字化制造可行性研究,辅以数控下料机、激光铺层定位仪、自动铺带机等先进的数字化设备,更好地保障飞机构件外形的精度。复合材料制件实行数字化制造后,不但降低了生产成本保证了零件产品的质量,而且有效推进了复合材料零件制造技术的发展。     

铝合金激光超声表面检测中EMAT接收性能对比

在铝合金板材激光电磁超声换能器（Laser-EMAT）瑞利波（RW）检测中，曲折线圈EMAT、线性线圈面内EMAT和线性线圈面外EMAT常被应用于接收超声波，但是这3类EMAT的接收性能和应用场合尚不明确。为此首先建立铝合金Laser-EMAT RW检测过程的有限元模型，分析了3类EMAT配置形式对接收RW、横波和纵波等模式超声波能量的影响；其次研究了表面约束机制对RW幅值及其纯度的影响，探讨了3类EMAT的表面缺陷检测能力；最后制作了3类EMAT探头进行铝合金板材Laser-EMAT的RW检测实验，分析了表面约束机制对3类EMAT接收的各模式超声波幅值和表面缺陷检测能力的影响。结果表明：与线性线圈面内EMAT相比，曲折线圈EMAT和线性线圈面外EMAT接收的RW纯度更高，更适合表面缺陷检测；线性线圈面内EMAT接收到的多模式超声波明显，更适合同时检测表面/内部缺陷；与无表面约束机制相比，采用表面约束机制可将3类EMAT接收到的RW幅值增强2倍以上，其中对曲折线圈EMAT的RW幅值的增强作用最明显，且与无表面约束机制的激光-线性线圈面内EMAT相比，含表面约束机制的激光-线性线圈面外E...     

复合材料壁板低速冲击损伤的维修处理

飞机复合材料壁板遭受低速冲击后,表面形成目视可见的损伤。使用超声波无损检测方法检查,判断形成分层损伤,经强度计算分析后认定需要进行加强维修处理。为了尽快处理损伤区域,采用增加金属机械加工零件补强损伤区域的维修方法。     

一种利用水下激光冲击处理涡轮叶片残余应力的方法

为提高涡轮叶片疲劳寿命,探索了一种利用水下激光冲击强化方法处理涡轮叶片残余应力的技术。利用波长532 nm、脉宽10 ns、能量1.2～1.5 J、光斑直径1.0 mm的YAG激光器,对涡轮叶片榫齿部位进行了激光冲击强化处理。结果表明,水下激光冲击强化方法能有效消除、调整机械加工残余应力。当激光功率密度大于2.5 GW/cm~2且小于7.5 GW/cm~2时,随着功率密度的增加,表面残余应力也相应增加;当功率密度大于10.0 GW/cm~2后,表面残余压应力随功率密度的增加而明显降低;功率密度等于7.5G W/cm~2时,表面残余应力为-419.5 MPa,为最佳。     

USL超声C扫描喷水检测系统在哈飞复合材料检测中的应用

2007年,亚洲最大的复合材料生产基地在哈飞建成,随着该基地的建成,哈飞也陆续采购了一批国内外最先进的设备,其中包括英国超声波科学有限公司(USL)生产的超声波C扫描喷水复合材料检测系统,系统有效扫描范围为8m×1.5m×3m.     

激光除锈技术

激光除锈是近几年发展起来的一项新工艺。以厚8mm的钢板(锈蚀层厚度为0.08～0.24mm)进行除锈实验,其使用的激光器为连续式CO_2激光器,输出功率为400W。此除锈方法是,使待除锈的钢板锈蚀层表面垂直于激光束,并以适当速度移动。实验结果表明,激光除锈具有以下优点:     

激光干涉法在扭摆法测量微冲量中的应用

介绍了激光干涉法测微小转角的原理及测量方法,提出了采用激光干涉测量微冲量的方法,将激光与靶作用产生的微冲量转化为扭摆的转动角度,通过激光干涉法测量此微小转角从而计算出冲量。相同单脉冲能量下,以PVC+2%C为工质,用扭摆法测量了激光与工质作用产生的微冲量,结果表明该测试系统分辨率为2×10-8N.s,量程为2×10-7～0.8×10-5N.s。     

环氧／纳米SiO2杂化浆料的制备及其对碳纤维复合材料性能的影响

采用溶胶-凝胶技术制备了环氧/纳米SiO2杂化浆料,对杂化浆料膜的结构和性能进行了表征分析,同时研究了该浆料对碳纤维复合材料性能的影响.首先制备了(γ-异氰酸酯基)丙基三乙氧基硅烷接枝的环氧树脂,利用该树脂对纳米SiO2先驱体进行原位改性,制备碳纤维表面环氧/纳米SiO2杂化浆料.采用FT-IR,AFM和综合热分析仪对纳米SiO2先驱体的原位改性结构、浆料膜的显微形态和相态及其热性能进行分析,成功制备了环氧/纳米SiO2杂化浆料,SiO2以纳米尺度均匀地分布于杂化浆料膜中,纳米SiO2的引入使杂化浆料膜的热性能得到了提高.采用该杂化浆料对碳纤维表面进行改性,复合材料力学性能研究表明,杂化浆料可同时提高复合材料的层间剪切强度和冲击性能.