Page 28 - 理化检验-物理分册2023年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202302004

飞机树脂基复合材料的初始热损伤检测方法

侯日立, 王春雨, 周 平

( 空军工程大学 航空机务士官学校, 信阳 464000 )
摘 要: 采用热损伤试验、 力学性能测试、 扫描电镜分析、 孔隙率检测和硬度测试等方法, 研究了
飞机树脂基复合材料初始热损伤的损伤机制。结果表明: 基于硬度测试的检测方法操作简单, 并给
出了检测参数与材料力学性能的对应关系, 具有较好的推广应用前景。
关键词: 树脂基复合材料; 初始热损伤; 硬度测试; 损伤机制

中图分类号: TB33 ; V214.1 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 02-0012-04

Initialthermaldama g edetectionmethodforaircraftresinmatrixcom p osites

HOURili , WANGChun y u , ZHOUPin g

( AviationMaintenanceNCOAcadem y , AirForceEn g ineerin gUniversit y , Xin y an g 464000 , China )

Abstract : Thedama g emechanismofinitialthermaldama g eofaircraftresinmatrixcom p ositeswasstudied

b ymeansofthermaldama g etest , mechanical p ro p ert y test , scannin gelectronmicrosco p eanal y sis , p orosit y test

andhardnesstest.Theresultsshowthatthedetectionmethodbasedonhardnesstestwassim p letoo p erate , and

thecorres p ondin grelationshi pbetweendetectionp arametersand mechanicalp ro p ertiesofmaterialswasg iven ,

whichhada g ooda pp licationp ros p ect.

Ke y words : resinmatrixcom p osite ; initialthermaldama g e ; hardnesstest ; dama g emechanism
树脂基纤维增强复合材料广泛应用于现代飞机 出了一种基于红外光谱分析的检测设备。虽然相关
结构中, 这些复合材料结构件在服役过程中经常受 的研究成果比较多, 但与工程实践的需求还存在一
到热损伤, 如雷击、 意外起火、 武器尾烟烘烤等。 些差距, 比如: 基于热 - 弹原理的检测方法还停留在
飞机树脂基复合材料的热损伤是一个发展的过 实验室原理研究阶段, 没有成熟的检测设备; 基于太
程。早期阶段的热损伤, 也称初始热损伤, 是指在温 赫兹光谱的检测方法只能适应玻璃纤维增强复合材
度较低、 时间较短的情况下造成的损伤。此时, 材料 料, 且只能检测内部已经产生明显机械损伤的情况;
的外表面几乎没有可察觉的变化, 但其力学性能却可 基于红外光谱分析的检测方法主要反映材料树脂基
下降80% , 因此初始热损伤的隐蔽性强、 危害性大。 体官能团的变化, 与材料力学性能的变化不完全
针对飞机树脂基复合材料的热损伤检测, 叶 同步。
亮 [ 1 ] 、 任小珍 [ 2 ] 研究了碳纤维增强复合材料在电热 针对飞机树脂基热损伤检测的迫切需求和现有
作用下的损伤机制。樊茂华 [ 3 ] 研究了复合材料层压 研究成果的局限性, 笔者采用热损伤试验、 力学性能
板在火灾环境下的热响应。韩耀璋等 [ 4 ] 研究了玻璃 测试、 扫描电镜( SEM ) 分析、 孔隙率检测、 硬度测试
纤维增强环氧树脂基复合材料热老化性能的影响。 等方法, 研究了飞机树脂基复合材料在热作用下的
东巳宙 [ 5 ] 研究了高温环境下复合材料层合板与蜂窝 性能退化规律, 分析了初始热损伤的产生机制, 提出
板的力学性能。郭小弟等 [ 6 ] 针对玻璃纤维增强复合 了一种基于硬度测试的初始热损伤检测方法。
材料提出了基于太赫兹光谱的检测方法。某公司推
1 热作用下的材料力学性能退化规律

以飞机结构中常用的树脂基碳纤维增强复合材
收稿日期: 2022-03-11
作者简介: 侯日立( 1966- ), 男, 博士, 副教授, 主要研究方向为 料为研究对象, 根据飞机复合材料结构的典型受力
环境, 开展了不同条件热损伤后的拉伸试验和压缩
飞机结构抢修技术, hrl6319@sina.com
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