周正干， 孫廣開， 李 洋

（北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院，北京 100191）

周正干

教授，現(xiàn)任機(jī)械工程及自動化學(xué)院副院長。主要研究方向為超聲無損檢測技術(shù)、計算機(jī)測控系統(tǒng)。主持完成國家自然科學(xué)基金項目5項、總裝預(yù)研基金項目1項、“863”子課題1項、國家企事業(yè)單位合作項目30余項。

先進(jìn)復(fù)合材料是現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計、制造中主要采用的結(jié)構(gòu)材料之一[1-2]。在飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的制造、使用過程中，超聲檢測技術(shù)是檢測構(gòu)件中缺陷并評價結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵技術(shù)。

近年來，為了滿足新型飛機(jī)的零部件制造要求，復(fù)合材料制造技術(shù)發(fā)展迅速，不斷涌現(xiàn)出新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝，常規(guī)超聲檢測技術(shù)已經(jīng)難以滿足飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的檢測要求[3-5]。例如，目前廣泛使用的常規(guī)超聲技術(shù)難以檢測型面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件，部分復(fù)合材料不適合使用耦合劑，難以實現(xiàn)大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)的自動化高效檢測和外場檢測。因此，需要研究新型的無損檢測技術(shù)，以滿足現(xiàn)代飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件全生命周期普遍存在的大型結(jié)構(gòu)檢測、復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測、非接觸快速檢測和外場檢測的要求。

針對上述問題，國外已研究、實現(xiàn)多項無損檢測新技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的檢測問題。

目前，波音、空客等飛機(jī)制造商已普遍采用大型噴水超聲C掃描技術(shù)對大型復(fù)合材料構(gòu)件進(jìn)行快速自動檢測；波音已將相控陣超聲技術(shù)用于復(fù)雜型面構(gòu)件的快速檢測，實現(xiàn)特殊部位的全覆蓋掃描；空客已使用空氣耦合超聲技術(shù)檢測蜂窩夾芯構(gòu)件，檢測過程中不再使用超聲耦合劑；洛克希德·馬丁和空客公司已采用先進(jìn)的激光超聲系統(tǒng)對大型復(fù)雜型面部件進(jìn)行快速、自動檢測；達(dá)索公司已將激光超聲系統(tǒng)用于在役飛機(jī)的現(xiàn)（外）場檢測；紅外熱成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)現(xiàn)場快速檢測。在國內(nèi)，水浸、噴水超聲C掃描技術(shù)已廣泛用于飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的無損檢測，但是對相控陣超聲、激光超聲、空氣耦合超聲等新型檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用相對國外較為滯后，現(xiàn)有技術(shù)難以解決飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的非接觸檢測、復(fù)雜型面檢測和外場快速檢測等問題。

本文針對亟待解決的飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件檢測問題，較為全面地介紹了國內(nèi)在超聲無損檢測新技術(shù)和紅外熱成像檢測技術(shù)方面的最新研究與應(yīng)用。通過自主研制大型噴水超聲C掃描檢測系統(tǒng)、新型超聲檢測系統(tǒng)和紅外熱成像系統(tǒng)并開展檢測試驗研究，采用噴水超聲方法，實現(xiàn)了蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件的C掃描檢測；采用相控陣超聲檢測方法，實現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料R角檢測；采用空氣耦合超聲方法，實現(xiàn)了蜂窩夾芯復(fù)合材料檢測和PMMA板的導(dǎo)波檢測；采用激光超聲方法，實現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料分層檢測；采用紅外熱成像方法，實現(xiàn)了蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測。提出的超聲、紅外檢測技術(shù)可以用于飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件全生命周期的大型結(jié)構(gòu)檢測、復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測、非接觸檢測、高精度檢測和現(xiàn)場快速檢測。

噴水超聲C掃描技術(shù)

目前，噴水超聲C掃描技術(shù)已普遍應(yīng)用于飛機(jī)大型復(fù)合材料構(gòu)件的快速自動檢測，可有效檢測出飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件中的分層、孔隙、脫粘、夾雜等各類缺陷，具有適用范圍廣、準(zhǔn)確度高、檢測效率高等特點(diǎn)。國外早已研制出標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)型噴水超聲C掃描系統(tǒng)，并廣泛用于飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的無損檢測；而國內(nèi)仍然主要購置國外設(shè)備用于飛機(jī)制造，缺乏自主技術(shù)和設(shè)備。主要介紹自主研制的大型噴水超聲C掃描系統(tǒng)及其在國內(nèi)某飛機(jī)制造廠的工程應(yīng)用測試情況。

1 噴水超聲C掃描系統(tǒng)的研制

圖1 自主研制的大型噴水超聲C掃描系統(tǒng)Fig.1 Large scale squirter ultrasonic C-scan system

研制的大型噴水超聲C掃描系統(tǒng)由機(jī)械、電氣、超聲、噴水噴氣單元和超聲C掃描軟件構(gòu)成，系統(tǒng)主要部件和軟件如圖1所示。

機(jī)械部分主要包括X、Y1、Y2、Z1、Z2、A1、B1、A2、B2軸，其中X、Y1、Y2、Z1、Z2軸是機(jī)械運(yùn)動主軸，完成掃描架的主運(yùn)動，A1、B1、A2、B2軸是掃描頭姿態(tài)調(diào)整的重要裝置；電氣部分主要包括運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器、直流電源、繼電器和伺服電機(jī)，通過運(yùn)動控制器控制各軸的運(yùn)動、紅外和急停報警以及水氣路的通斷。超聲部分主要包括超聲波探傷儀、超聲波激發(fā)及接收探頭和信號放大器。噴水與噴氣部分主要包括超聲噴射裝置（超聲噴頭）、水箱、流量調(diào)節(jié)閥、過濾裝置、紫外線殺菌裝置、水泵、溢流閥、蓄能器、氣壓調(diào)節(jié)裝置等，其中超聲噴頭采用磁性耦合設(shè)計并與運(yùn)動控制器實時通信，檢測過程中若出現(xiàn)超聲噴頭與工件碰撞的情況，超聲噴頭會瞬間自動緩沖并觸發(fā)運(yùn)動控制器的急停指令，使設(shè)備停止運(yùn)行，保證超聲設(shè)備和工件安全。

開發(fā)的超聲C掃描軟件主要包括軌跡規(guī)劃、掃描運(yùn)動控制、成像顯示、調(diào)色板設(shè)置、缺陷統(tǒng)計與分析、缺陷測量、標(biāo)注、圖像變換、數(shù)據(jù)管理、報表打印、用戶管理等功能，配合硬件實現(xiàn)超聲C掃描檢測。

2 噴水超聲C掃描系統(tǒng)的工程應(yīng)用測試

為驗證系統(tǒng)的工程應(yīng)用能力，按檢測標(biāo)準(zhǔn)要求分別進(jìn)行了全行程2dB測試和碳纖維復(fù)合材料層壓板、等厚度蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件和變厚度蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)試樣的超聲C掃描檢測測試，檢測結(jié)果如圖2所示。測試數(shù)據(jù)表明，研制的系統(tǒng)可檢出飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件中直徑2mm以上模擬缺陷，檢測結(jié)果與試塊中預(yù)置缺陷尺寸、位置、形狀特征一致。目前，研制的大型噴水超聲C掃描系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到工程應(yīng)用要求，并已在國內(nèi)某飛機(jī)制造廠投入使用。

圖2 大型噴水超聲C掃描系統(tǒng)的檢測測試Fig.2 Inspection testing of large scale squirter ultrasonic C-scan system

相控陣超聲技術(shù)

相控陣超聲檢測技術(shù)在型面復(fù)雜的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測中具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，適用于復(fù)雜型面的復(fù)合材料構(gòu)件和特殊部位的高精度檢測，在飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測中具有廣闊應(yīng)用前景。

該技術(shù)通過電子方式控制陣列換能器各晶片的發(fā)射、接收延遲時間控制聲波合成、偏轉(zhuǎn)和聚焦[6-7]，聲束可控性強(qiáng)，可以對復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方位、高效率掃描[8-11]。技術(shù)難點(diǎn)在于高效、精確的相控陣超聲成像算法和校正算法。針對飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件L型結(jié)構(gòu)R角的檢測問題，介紹相控陣超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用。

1 相控陣超聲檢測系統(tǒng)的研制

基于M2M相控陣超聲板卡，自主研制了一套相控陣超聲檢測系統(tǒng)，如圖3所示。系統(tǒng)的硬件平臺由Multi2000 POCKET相控陣超聲激勵接收板卡、一維線陣弧陣以及二維矩陣等相控陣超聲換能器和Windows Surface Pro3平板電腦等部件構(gòu)成；軟件平臺基于C++語言編制，支持觸屏及鼠標(biāo)按鍵兩種操作模式，適用于現(xiàn)場便攜式檢測。軟件平臺由前端檢測仿真、中端檢測掃描成像以及后端后處理分析3大模塊組成。其中，前端檢測仿真模塊主要用于檢測方案的設(shè)計、優(yōu)化、模擬和可視化分析，并生成直接用于驅(qū)動硬件系統(tǒng)檢測的配置文件，仿真結(jié)果以HTML報表形式輸出，生成的配置文件采用XML格式存儲；中端檢測掃描成像模塊主要用于控制相控陣超聲板卡按照檢測配置文件的參數(shù)進(jìn)行聲束的發(fā)射、接收以及成像，具有超聲檢測主要參數(shù)動態(tài)實時修正以及A、B、C、D、S型成像功能，可以設(shè)置5個獨(dú)立的動態(tài)電子閘門，C掃描即可采用手持掃查器手動完成也可采用多軸機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)完成，可實現(xiàn)大型構(gòu)件快速相控陣超聲C掃描檢測；后端后處理模塊基于全聚焦等先進(jìn)后處理檢測算法對檢測獲得全矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理成像分析，實現(xiàn)缺陷檢測，具有更高的檢測精度和缺陷表征能力。

圖3 自主研制的相控陣超聲檢測系統(tǒng)Fig.3 Phased array ultrasonic testing system

2 L型構(gòu)件R過渡區(qū)全覆蓋掃描

以碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料L型構(gòu)件為試樣，厚度4mm、R區(qū)半徑5mm。試樣中含有沿R區(qū)圓周方向長11mm、寬8mm、埋深2mm的預(yù)置缺陷。采用線陣換能器，通過控制陣元發(fā)收延遲時間對R過渡區(qū)進(jìn)行全范圍掃描檢測試驗。檢測過程中，采用位置編碼器對構(gòu)件進(jìn)行橫向機(jī)械掃描，掃描分辨率1.0mm；采用基于陣列孔徑偏轉(zhuǎn)、聚焦的電子掃描方法對構(gòu)件進(jìn)行縱向掃描，掃描分辨率0.29mm。從檢測結(jié)果中可以觀測到L型結(jié)構(gòu)R角區(qū)域缺陷的形狀、位置和尺寸特征，驗證了相控陣超聲檢測技術(shù)應(yīng)用于此類結(jié)構(gòu)檢測的可行性。

空氣耦合超聲技術(shù)

空氣耦合超聲技術(shù)是解決不宜使用聲耦合劑的特殊材料與結(jié)構(gòu)檢測問題的途徑。該技術(shù)在檢測過程中不使用耦合劑，并且適合大型結(jié)構(gòu)的快速檢測和現(xiàn)場檢測[12-14]，在飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件非接觸快速檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。技術(shù)難點(diǎn)在于通過新型超聲換能器技術(shù)和信號處理技術(shù)提高空氣耦合超聲信號的信噪比。針對蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)脫粘缺陷的檢測問題，介紹空氣耦合超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用。

飛機(jī)蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在制造、使用中容易產(chǎn)生脫粘。目前，普遍采用超聲技術(shù)檢測此類結(jié)構(gòu)中的脫粘缺陷。但是，泡沫夾芯、紙蜂夾芯復(fù)合材料構(gòu)件容易受到液體耦合劑的影響，常規(guī)超聲檢測技術(shù)難以適用，空氣耦合超聲技術(shù)在此類結(jié)構(gòu)的非接觸檢測中具有技術(shù)優(yōu)勢。

1 空氣耦合超聲檢測系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計了一套空氣耦合超聲檢測系統(tǒng)。采用一臺任意函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生超聲激勵信號，經(jīng)功率放大器輸出高壓激勵信號到空氣耦合超聲換能器，進(jìn)而產(chǎn)生超聲信號；采用信號處理裝置提高空氣耦合超聲信號增益，并進(jìn)行濾波處理；采用NI數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)超聲模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換；采用二維掃描器帶動超聲探頭對工件進(jìn)行超聲C掃描成像，驅(qū)動單元包括Galil-DMC-1842和QMI MCST-02；通過上位機(jī)總程序控制檢測過程，程序中已內(nèi)置相位編碼脈沖壓縮技術(shù)以提高空氣耦合超聲信號幅值和信噪比。空氣耦合超聲檢測系統(tǒng)如圖4所示。

2 蜂窩夾芯復(fù)合材料的空氣耦合超聲檢測

制備預(yù)埋缺陷的紙蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)試樣如圖5（a）所示。試樣蒙皮厚度約為1mm、蜂窩芯厚度約為10mm。圖5（b）為蜂窩夾芯復(fù)合材料試樣的空氣耦合超聲C掃描圖像，其中缺陷特征清晰可辨，驗證了空氣耦合超聲檢測技術(shù)應(yīng)用于蜂窩夾芯復(fù)合材料脫粘檢測的可行性。

激光超聲技術(shù)

激光超聲檢測技術(shù)在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)快速現(xiàn)場檢測中獨(dú)具優(yōu)勢。該項技術(shù)以脈沖激光在材料中激發(fā)超聲波，基于光學(xué)儀器對聲波進(jìn)行非接觸式的測量。檢測過程中不使用超聲耦合劑，并且具有高空間分辨力。脈沖激光能夠在與結(jié)構(gòu)表面不垂直條件下進(jìn)行超聲波的遠(yuǎn)距離激發(fā)和接收。因此，激光超聲檢測技術(shù)特別適合大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速自動檢測，也可以外場應(yīng)用。技術(shù)難點(diǎn)在于聲波熱彈激勵的激光參數(shù)控制技術(shù)和高靈敏度、高重復(fù)頻率的激光探測技術(shù)。

圖4 空氣耦合超聲檢測系統(tǒng)Fig. 4 Air-coupled ultrasonic testing system

圖5 蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of honeycomb sandwich composites

針對碳纖維復(fù)合材料分層的檢測問題，介紹激光超聲檢測技術(shù)在復(fù)合材料非接觸檢測中的應(yīng)用。

1 激光超聲試驗系統(tǒng)

設(shè)計基于全光學(xué)激發(fā)和接收的激光超聲試驗系統(tǒng)，如圖6所示。采用Nd:YAG脈沖激光器作為超聲激發(fā)裝置，激光脈沖波長1064nm、時間寬度10ns、單次脈沖能量范圍0～200mJ、焦斑直徑范圍 0.7～2mm ；采用激光干涉儀探測超聲信號，激光波長 532nm、激光功率 0～0.1mW、探測激光焦斑直徑約200μm，測量帶寬0～100MHz；采用數(shù)字示波器實時監(jiān)測超聲信號；采用NI數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；采用二維掃描器帶動試件運(yùn)動，在上位機(jī)總程序控制下完成掃描成像。

2 復(fù)合材料分層的激光超聲檢測

基于激光超聲系統(tǒng)開展了試驗研究，制備了含預(yù)埋模擬分層缺陷的碳纖維復(fù)合材料試樣，利用激光超聲檢測系統(tǒng)進(jìn)行C掃描成像，從檢測結(jié)果中可以清晰分辨缺陷特征，檢出了復(fù)合材料試樣中直徑2mm以上的模擬分層缺陷，缺陷尺寸、位置、形狀特征與試樣中預(yù)置缺陷特征一致，驗證了激光超聲檢測技術(shù)用于碳纖維復(fù)合材料分層檢測的可行性。

3 工業(yè)型激光超聲檢測系統(tǒng)原理樣機(jī)

近20年，在航空制造領(lǐng)域，已用于大型復(fù)合材料構(gòu)件無損檢測的激光超聲檢測系統(tǒng)采用精密二維掃描器控制激勵和探測激光進(jìn)行掃描進(jìn)而達(dá)到很高的檢測效率，這種方式需要將激光在一定距離、角度范圍內(nèi)傾斜投射到構(gòu)件表面探測聲波，這使得系統(tǒng)的探測靈敏度在不同結(jié)構(gòu)、材料表面存在不同程度的變化，進(jìn)而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。而探測靈敏度補(bǔ)償方法對不同粗糙度的復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)的適用性和檢測性能需要測試、校正。

此外，由于該系統(tǒng)具有很高的復(fù)雜度和精密度，其造價和使用、維護(hù)成本高。目前，在檢測性能和適用性滿足要求的條件下，開發(fā)更為經(jīng)濟(jì)、可靠的工業(yè)型激光超聲檢測系統(tǒng)是推動該技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

基于以上要素，設(shè)計開發(fā)了工業(yè)型激光超聲無損檢測系統(tǒng)，圖7是已研制出的原理樣機(jī)。該套系統(tǒng)從進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)性、可靠性和適用性并適度降低檢測效率的角度設(shè)計，采用Nd:YAG脈沖激光器、雙波混合干涉儀實現(xiàn)聲波的激勵、探測，采用精密六軸關(guān)節(jié)型機(jī)器人作為掃描機(jī)構(gòu)實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的仿形掃描檢測，這種方式能夠在滿足檢測效率要求的條件下，使系統(tǒng)具有更高的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和適用性。

采用圖8所示碳纖維樹脂基復(fù)合材料沖擊試樣測試工業(yè)型激光超聲檢測系統(tǒng)原理樣機(jī)的檢測性能，并與水浸超聲檢測進(jìn)行對比，試樣幾何尺寸約150mm×100mm×5.8mm，試樣中心受沖擊作用產(chǎn)生大面積分層。

圖6 激光超聲檢測系統(tǒng)Fig.6 Laser ultrasonic testing system

采用脈沖反射法檢測，根據(jù)試樣底面回波幅度進(jìn)行C型成像。圖9（a）是碳纖維復(fù)合材料沖擊試樣的水浸超聲C掃描圖，采用聚焦超聲探頭，探頭中心頻率約2.5MHz、焦斑直徑約6mm，掃描間距0.5mm。圖9（b）是碳纖維復(fù)合材料沖擊試樣的激光超聲C掃描圖，采用帶通濾波器提取2～3MHz超聲頻率成分，掃描間距0.5mm。

對比圖 9（a）、（b）得出，碳纖維復(fù)合材料沖擊試樣的激光超聲C掃描圖與水浸超聲C掃描圖在沖擊分層的形狀、位置和尺寸表征方面具有一致性。然而，由于復(fù)合材料試樣沖擊區(qū)域表面狀態(tài)變化和沖擊分層的不規(guī)則形式對激光超聲和水浸超聲檢測參量的影響不同，這會導(dǎo)致兩種方法在沖擊分層的定量方面存在差異。

圖7 非接觸激光超聲無損檢測系統(tǒng)的原理樣機(jī)Fig.7 Prototype of non-contact laser ultrasonic testing system

紅外熱成像技術(shù)

1 鎖相紅外熱像檢測系統(tǒng)

針對飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件的外場快速檢測問題，開展紅外熱成像檢測技術(shù)研究。設(shè)計一套鎖相紅外熱像檢測系統(tǒng)，采用鹵素?zé)糇鳛榧顭嵩矗u素?zé)糇畲蠊β?kW；利用雙通道函數(shù)發(fā)生器控制加熱和采集，一路信號經(jīng)功率放大器控制鹵素?zé)魧υ嚇舆M(jìn)行加熱，另一路同頻同相的信號作為參考信號輸入紅外熱像儀Lockin端口，作為外部觸發(fā)信號控制FLIR SC7700M型熱像儀進(jìn)行同步時序熱波圖像采集，函數(shù)發(fā)生器輸出連續(xù)正弦信號，信號頻率可根據(jù)檢測需要在0.001～1Hz之間選擇。開發(fā)的鎖相紅外熱像檢測系統(tǒng)如圖10所示。

圖8 碳纖維復(fù)合材料沖擊試樣Fig.8 CFRP composites with impact damage

圖9 復(fù)合材料試樣的水浸、激光超聲C掃描對比測試Fig.9 Comparison of water immersion and laser ultrasonic C-scan testing of composites specimen

圖10 鎖相紅外熱像檢測系統(tǒng)Fig.10 Lock-in thermography testing system

2 蜂窩夾芯復(fù)合材料的鎖相紅外熱像檢測

蜂窩夾芯復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上被大量使用，此類結(jié)構(gòu)件在制造和使用中容易出現(xiàn)蒙皮脫粘缺陷。鎖相紅外熱像檢測技術(shù)具有非接觸、速度快、單次觀測面積大、檢測結(jié)果直觀易懂、可實現(xiàn)快速現(xiàn)場檢測等特點(diǎn)，非常適合于蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造和使用中脫粘缺陷的檢測。

針對蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件的檢測需求，制作了玻璃纖維蒙皮-芳綸紙蜂窩夾芯復(fù)合材料試樣，采用夾層和去膠兩種方法模擬脫粘，開展了紅外熱成像檢測試驗，從檢測結(jié)果中可觀測到試樣中直徑5mm以上模擬脫粘缺陷，缺陷形狀、位置與預(yù)置缺陷特征一致，驗證了鎖相紅外熱像檢測技術(shù)用于玻璃纖維蒙皮-芳綸紙蜂窩夾芯復(fù)合材料脫粘缺陷檢測的可行性。

結(jié) 論

（1）自主研制的大型噴水超聲C掃描系統(tǒng)已按檢測標(biāo)準(zhǔn)要求分別進(jìn)行了全行程2dB測試和碳纖維復(fù)合材料層壓板、等厚度蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件和變厚度蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)試樣的檢測測試，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到工程應(yīng)用要求，并已在國內(nèi)某飛機(jī)制造廠投入使用。

（2）相控陣超聲檢測技術(shù)以電子掃描取代傳統(tǒng)的機(jī)械掃描方式，通過控制陣元晶片的發(fā)收時間實現(xiàn)聲波的合成、偏轉(zhuǎn)和聚焦，適用于復(fù)合材料復(fù)雜結(jié)構(gòu)和特殊部位的檢測，并且可以外場應(yīng)用。

（3）空氣耦合超聲檢測技術(shù)可以對蜂窩夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行非接觸式的檢測，也可用于大型結(jié)構(gòu)的快速檢測和現(xiàn)場檢測，在飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件非接觸快速檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。

（4）激光超聲檢測技術(shù)具有非接觸、高效率、高精度等特點(diǎn)，在大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)快速非接觸檢測中具有獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢，適用于飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件分層檢測。

（5）紅外熱成像檢測技術(shù)可以應(yīng)用于飛機(jī)蜂窩夾芯復(fù)合材料構(gòu)件的外場快速檢測，在飛機(jī)外場檢測中具有獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢和廣闊應(yīng)用前景。

[1]杜善義. 先進(jìn)復(fù)合材料與航空航天[J]. 復(fù)合材料學(xué)報，2007，24(1)：1-12.

DU Shanyi. Advanced composite materials and aerospace engineering[J].Acta Materiae Compositae Sinica, 2007, 24(1): 1-12.

[2]杜善義，關(guān)志東. 我國大型客機(jī)先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)應(yīng)對策略思考[J]. 復(fù)合材料學(xué)報，2008，25(1)：1-10.

DU Shanyi, GUAN Zhidong. Strategic considerations for development of advanced composite technology for large commercial aircraft in China[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2008, 25(1): 1-10.

[3]耿榮生，鄭勇. 航空無損檢測技術(shù)發(fā)展動態(tài)及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 無損檢測，2002，24(1)：1-5.

GENG Rongsheng, ZHENG Yong.Prospective view on the application of nondestructive testing in air industry and possible challenges[J]. NDT, 2002, 24(1): 1-5.

[4]劉松平，劉菲菲，郭恩明,等. 快速無損檢測方法及發(fā)展趨勢[J]. 航空制造技術(shù)，2005(11)：40-43.

LIU Songping, LIU Feifei, GUO Enming,et al. Fast NDT methods and development tendency[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2005(11): 40-43.

[5]羅雄彪，陳鐵群. 超聲無損檢測的發(fā)展趨勢 [J]. 無損檢測，2005，27(3)：148-152.

LUO Xiongbiao, CHEN Tiequn.Development trends of ultrasonic testing[J]. NDT,2005, 27(3): 148-152.

[6]DRINKWATER B W, WILCOX P D.Ultrasonic arrays for non-destructive evaluation:A review[J]. NDT&E International, 2006, 39(7):525-541.

[7]施克仁，郭寓岷. 相控陣超聲成像檢測[M]. 北京：高等教育出版社，2010：15-25.

SHI Keren, GUO Yumin. Phased array ultrasonic imaging and testing[M]. Beijing: High Education Press, 2010: 15-25.

[8]鐘志民，梅德松. 超聲相控陣技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 無損檢測, 2002, 24(2): 69-71.

ZHONG Zhimin, MEI Desong. Development and application of ultrasonic phased array technique[J]. NDT, 2002, 24(2): 69-71.

[9]林莉，楊平華，張東輝,等. 厚壁鑄造奧氏體不銹鋼管道焊縫超聲相控陣檢測技術(shù)概述[J]. 機(jī)械工程學(xué)報, 2003, 39(2): 1-9.

LIN Li, YANG Pinghua, ZHANG Donghui,et al. Review of phased array ultrasonic testing for thick wall cast austenitic stainless steel pipeline welds[J]. Journal of Mechanical Engineering,2003, 39(2): 1-9.

[10]WOOH S C, SHI Y. Optimum beam steering of linear phased arrays[J]. Wave Motion,1999, 29: 245-265.

[11]SPIES M. Efficient optimization of single and multiple element transducers for the inspection of complex-shaped components[J].NDT&E International, 2004, 37: 455-49.

[12]BLOMME E, BULCAEN D,DECLERCQ F. Air-coupled ultrasonic NDE:experiments in the frequency range 750 kHz-2 MHz[J]. Ndt& E International, 2002, 35(7): 417-426.

[13]GREEN R E. Non-contact ultrasonic techniques[J]. Ultrasonics, 2004, 42(1-9): 9-16.

[14]LUUKKALA M, HEIKKILA P, SURAKKA J. Plate wave resonance-a contactless test method[J]. Ultrasonics, 1971,9(4): 201-208.