[發(fā)明專利]一種樹脂在纖維層內(nèi)浸潤程度的快速無損檢測方法

有效

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• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102866204A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 陳萍;劉玲;王旭;易楠;鄭瀟濤;王占吉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海飛機制造有限公司;同濟大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樹脂在纖維層內(nèi)浸潤程度的檢測方法，具體地，涉及一種樹脂在纖維層內(nèi)浸潤程度的非接觸式空氣耦合超聲無損檢測方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代預浸料是將樹脂基體浸漬在增強纖維或織物中制成的半固化片材，是復合材料的中間材料。增強材料主要有碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維和它們的織物?；w材料主要有環(huán)氧樹脂、乙烯基脂、酚醛、雙馬、氰酸脂、聚酰亞胺以及熱塑性樹脂等。使用預浸料生產(chǎn)的復合材料相比于其他材料來說，能改善強度，硬度，耐蝕性，疲勞壽命，耐磨耗性，耐沖擊性，輕量化等多種特性。因此，預浸料的研究對復合材料的應用和發(fā)展具有重要的意義。

預浸料加工過程中樹脂在纖維層內(nèi)的浸潤程度或樹脂的均勻分布是預浸料質(zhì)量的一個重要評價指標，如果浸漬不均勻，預浸料中存在干點或富樹脂區(qū)，導致產(chǎn)品質(zhì)量較次，不能滿足生產(chǎn)需求。因此，預浸料加工過程中樹脂分布的均勻性或浸潤程度的檢測非常重要。目前對于預浸料質(zhì)量或樹脂浸潤程度的檢測方法多費時費力，無法進行現(xiàn)場快速超聲無損檢測。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，根據(jù)上述對背景技術(shù)以及存在的技術(shù)問題的理解，本發(fā)明的目的是為了提供一種預浸料加工過程中樹脂的浸潤程度或分布均勻性的現(xiàn)場快速無損檢測方法，解決以往檢測方法費時費力及不能現(xiàn)場快速無損檢測的問題。

本發(fā)明提供了一種樹脂在纖維層內(nèi)浸潤程度的快速無損檢測方法，其包括以下步驟：

一：根據(jù)待檢測材料性質(zhì)和允許的探頭發(fā)射接收位置，計算所需的空氣耦合探頭頻率，將非接觸式空氣耦合超聲掃描裝置的發(fā)射接收探頭分別置于所述待檢測材料厚度方向上的兩側(cè)，發(fā)射聲波信號，調(diào)節(jié)至預定的聲學參數(shù)；

二：利用所述非接觸式空氣耦合超聲掃描裝置掃描所述待檢測材料并根據(jù)超聲波透過率的不同將相應區(qū)域按照預定規(guī)則以至少三種不同圖案分別實時描述并計算所述至少三種不同圖案分別所占比例；

三：利用所述非接觸式空氣耦合超聲掃描裝置掃描試樣材料并利用金相分析方法按照預定標準計算所述至少三種不同圖案所對應的所述試樣材料區(qū)域的未浸潤率；

四：根據(jù)步驟二中的所述至少三種不同圖案分別所占比例和步驟三中的所述至少三種不同圖案所對應的材料區(qū)域的未浸潤率預測所述待檢測材料中樹脂的浸潤程度或樹脂分布的均勻性。

本發(fā)明通過非接觸式空氣耦合超聲檢測裝置對預浸料制品進行掃描，得到預浸料中樹脂分布的均勻性，以及樹脂在預浸料中的浸潤程度，測試過程快速、簡單、不接觸材料，可實現(xiàn)大面積掃描分析。并且，本方法可以在生產(chǎn)現(xiàn)場進行實時檢測，及時方便地進行指導，有利于提高質(zhì)量和效率。并且，本發(fā)明適用于不同增強纖維或織物與樹脂基體組成的預浸料浸潤程度或樹脂分布均勻性的檢測和控制，也可以應用于檢測不同工藝制備的預浸料的檢測，具有檢測精度高和檢測效率高特點。

本發(fā)明的以上特性及其他特性將在下文中的具體實施方式部分進行明確地闡述。

附圖說明

通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1(a)為超聲波透過率良好的示意圖

圖1(b)為超聲波透過率中等的示意圖

圖1(c)為超聲波透過率較差的示意圖

圖2(a)和2(b)是樹脂基體在纖維層內(nèi)的浸潤程度較差的示意圖；

圖2(c)為浸潤不足或樹脂分散不均勻的示意圖，其中存在較大尺寸的孔隙；

圖2(d)為增強纖維、樹脂基體、孔隙的圖示表示示意圖；

圖2(e)為樹脂在纖維層內(nèi)浸潤不完整的示意圖，存在小尺寸少量孔隙或干點；

圖2(f)為樹脂在纖維層內(nèi)浸潤完整或較佳的示意圖；

圖3(a)為具體實施方式浸潤良好的示意圖

圖3(b)為具體實施方式浸潤較差的示意圖

在圖中，貫穿不同的示圖，相同或類似的附圖標記表示相同或相似的模塊。

具體實施方式

依據(jù)本發(fā)明所述的檢測方案的一個實施例包括以下十一個步驟，具體地分別是：

步驟一：根據(jù)材料厚度、聲波傳播速度等性質(zhì)，和允許的發(fā)射接收探頭位置，計算所需的合適空氣耦合探頭頻率；

步驟二：將發(fā)射探頭和接收探頭分別置于標準試樣厚度方向兩側(cè)，發(fā)射聲波信號，調(diào)節(jié)聲學參數(shù)；