隨著復(fù)合材料等新材料的持續(xù)應(yīng)用,數(shù)字化、自動化檢測技術(shù)的發(fā)展和成功的應(yīng)用已成為飛機(jī)設(shè)計(jì)和數(shù)字化、制造過程自動化的重要技術(shù),尤其是在新材料和新技術(shù)的研發(fā)、新結(jié)構(gòu)和新機(jī)的研究過程中,數(shù)字化、自動化檢測技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。
(1)復(fù)合材料制造工藝優(yōu)化與成本的控制離不開數(shù)字化、自動化檢測技術(shù)。
目前復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的材料和制造成本居高不下,結(jié)構(gòu)尺寸越來越大,結(jié)構(gòu)件形狀越來越復(fù)雜,需要采用先進(jìn)可靠的數(shù)字化、自動化復(fù)合材料無損檢測技術(shù),及時(shí)為復(fù)合材料工藝優(yōu)化和結(jié)構(gòu)件制造提供反饋信息,幫助穩(wěn)定工藝,提高產(chǎn)品的合格率。
由于復(fù)合材料無損檢測貫穿于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成型、裝配、試驗(yàn)、維護(hù)/ 維修、使用全過程,因此,復(fù)合材料無損檢測成本和效率直接影響復(fù)合材料的總成本,而降低檢測成本的有效技術(shù)途徑是發(fā)展數(shù)字化、自動化檢測技術(shù),提高檢測效率。
(2)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的批量生產(chǎn)與檢測需要采用數(shù)字化、自動化檢測技術(shù)。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)通常需要進(jìn)行100%覆蓋檢測。隨著復(fù)合材料大量裝機(jī)應(yīng)用和飛機(jī)批量生產(chǎn),復(fù)合材料結(jié)構(gòu)無損檢測的量急劇增加,檢測的耗時(shí)、效率和進(jìn)度等直接影響飛機(jī)的研制和生產(chǎn)全過程。
以F -22復(fù)合材料進(jìn)氣道無損檢測試驗(yàn)為例,采用超聲檢測技術(shù),約需24h / 件。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)尺寸越大,檢測耗時(shí)越多;結(jié)構(gòu)形狀越復(fù)雜,檢測效率會明顯降低,檢測耗時(shí)也會更多。因此,如此大的檢測工作量,僅靠傳統(tǒng)的手工檢測,顯然難以滿足要求。
(3)復(fù)合材料承力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用需要采用數(shù)字化、自動化檢測技術(shù)。
目前復(fù)合材料應(yīng)用已經(jīng)由早先非承力的簡單結(jié)構(gòu)發(fā)展到次承力結(jié)構(gòu)甚至承力結(jié)構(gòu)、整體結(jié)構(gòu)、大型結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。因此,對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)的要求更高:不僅需要進(jìn)行無損檢測,更需要得到復(fù)合材料內(nèi)部質(zhì)量和缺陷的量化信息;不僅要求檢出缺陷,還需要建立復(fù)合材料缺陷與結(jié)構(gòu)性能的有機(jī)聯(lián)系,建立相應(yīng)缺陷評估準(zhǔn)則;不僅需要能檢出分層、疏松等一些影響結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的宏觀缺陷,還需要檢出可能影響結(jié)構(gòu)疲勞性能的微觀或分布型缺陷。這就需要采用數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)來滿足這些要求。
(4)飛機(jī)長壽命設(shè)計(jì)與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可靠性需要采用數(shù)字化、自動化檢測技術(shù)。
現(xiàn)代飛機(jī)的一個(gè)重要技術(shù)特點(diǎn)就是要求長壽命,而隨著復(fù)合材料在機(jī)身、機(jī)翼等重要部位的設(shè)計(jì)應(yīng)用,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)必須滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)壽命。由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體上沒有中間材料加工過程,一旦固化過程完成,就意味著復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體力學(xué)性能固定,除非在制造過程中出現(xiàn)了明顯的質(zhì)量問題,如其內(nèi)部產(chǎn)生了缺陷。當(dāng)那些設(shè)計(jì)上不允許存在的缺陷隨復(fù)合材料結(jié)構(gòu)帶到飛機(jī)結(jié)構(gòu)中時(shí),將會影響整機(jī)的安全服役和使用壽命。因此,必須通過先進(jìn)可靠的無損檢測技術(shù)確保復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可靠性和質(zhì)量。