CFRP-Nomex復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于航空器的外殼、翼面、機(jī)身等部位。這種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、重量小，從而能夠提高燃油效率、減少運載成本。然而，蜂窩結(jié)構(gòu)在制造和服役過程中容易產(chǎn)生脫粘等各種缺陷，嚴(yán)重影響其使用性能和結(jié)構(gòu)安全。目前已有的檢測方法難以同時滿足靈敏度高、適應(yīng)性強(qiáng)、檢測效率高這三方面的要求。

中國科學(xué)院噪聲與振動重點實驗室的劉斌等人研究發(fā)現(xiàn)，CFRP-Nomex復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)在12 kHz處存在零群速度特征，經(jīng)過一定距離傳播后，零群速度對應(yīng)頻率的聲波能量明顯低于其他頻率能量。研究人員仿真并實測了CFRP-Nomex復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)完好區(qū)的彎曲波透射譜，證實了在12 kHz下該特征的存在，而在脫粘區(qū)，此特征消失。通過自主搭建的檢測裝置，研究人員利用此特征對復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)試樣進(jìn)行了掃查成像，實驗結(jié)果表明，本方法可檢測到試件中直徑20 mm的脫粘缺陷，并對其進(jìn)行定位。

本文提出的方法可以快速準(zhǔn)確地檢測到脫粘缺陷，為CFRP-Nomex復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場測試提供了一種新的無需耦合劑、檢測速度快的成像方法。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Mechanical Systems and Signal Processing （IF：8.4）。

本研究得到國家自然科學(xué)基金項目（51805528）資助。

圖1 (a) CFRP-Nomex 復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu); (b) 頻散曲線 ; (c) 完好結(jié)構(gòu)和脫粘結(jié)構(gòu)的彎曲波透射譜（圖/中國科學(xué)院聲學(xué)研究所）

圖2 所提方法與超聲C掃查結(jié)果對比（圖/中國科學(xué)院聲學(xué)研究所）

關(guān)鍵詞：碳纖維增強(qiáng)板-芳綸紙蜂窩結(jié)構(gòu)；零群速度；脫粘；無損檢測

參考文獻(xiàn)：Yuan, Ye, Liu, Bin, Sha, Zhengxiao, ZhangZhiguo, Wang, Zheng. Zero group velocity feature in CFRP-Nomex honeycomb structure and its use for debonding detection. Mechanical Systems and Signal Processing, 2024, 216: 111479. DOI:10.1016/j.ymssp.2024.111479.

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327024003777