航空结构中常用的复合材料结构主要有纤维增强树脂层板结构和夹芯结构。纤维增强树脂层板结构按照材料的不同又分为碳纤维增强树脂结构(CFRP)和玻璃纤维增强树脂结构(GFRP);夹芯结构主要是蜂窝夹芯结构、泡沫夹芯结构和少量的玻璃微珠夹芯结构。
复合材料构件在使用过程中往往会由于应力或环境因素而产生损伤,以至破坏。复合材料损伤的产生、扩展与金属结构的损伤扩展规律有比较大的差异,往往在损伤扩展到一定的尺度以后,会迅速扩展而导致结构失效,所以复合材料在使用过程中的检测,就显得极为重要,也越来越受到人们的重视。
1 纤维增强树脂层板结构中存在的主要缺陷
纤维增强树脂层板结构在成型过程中往往会由于工艺原因而产生缺陷,人为操作的随机性会产生夹杂、铺层错误等缺陷;固化程控不好会产生孔隙率超标、分层、脱胶等缺陷;在制孔过程和装配中会形成孔边的分层缺陷;使用中由于受载荷、振动、湿热酸碱等环境因素的综合作用会导致初始缺陷(如分层、脱胶)的扩展和分层、脱胶、断裂等新的损伤和破坏的发生。
2 夹芯结构中存在的主要缺陷
夹芯结构在成型过程中也会由于工艺原因而产生某些缺陷;为操作误差等会产生蜂窝芯的变形、节点脱开、因为蜂窝芯过低导致的弱粘接等缺陷,固化程控不好会导致局部的贫胶或富胶、弱粘接、发泡胶空洞等缺陷;使用中会导致初始缺陷(如弱脱胶)的扩展和脱胶、进水、蜂窝芯压塌等新的损伤和破坏的发生。泡沫夹芯结构会产生脱胶、芯子开裂等类型的缺陷。