应用声发射检测复合材料桨叶疲劳损伤的技术研究
刘炉山1，夏国旺2
(1．南京航空航天大学，南京，210016；2．中国直升机设计研究所，景德镇，333001)
TECHNIC RESEARCH OF APPLY ACoUSTIC EMISSION IN
CRACK DETECTION DURING COMPOSITE ROToR
BLADES FATIGUE TEST
LIU Lu-shan1，XIA Guo-wang2
(1．Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，210016；
2．China Helicopter Research and Development Institute，Jingdezhen，333001)
摘 要随着材料技术的发展，复合材料在直升机上运用越来越广泛。由于复合材料的损伤模式与金属材料有很大的区别，因此，了解复合材料破坏判据对复合材料零部件的定寿具有决定性的作用。本文介绍了声发射技术的基本理论、应用现状和声发射技术在复合材料桨叶疲劳试验中的应用研究。
关键词声发射；复合材料；桨叶；直升机；疲劳试验
Abstract With the development of material technique，composite is applied more and more extensively in helicopter．Due to damage of composite difference from that of metal，So finding out destroy criterion of composite is important in determining life of hellcopter．This paper describes the recent application state and basic theory of Acoustic Emission，and the application of Acoustic Emission in crack detection during composite rotor blades fatigue test of helicopter．
Key words:acoustic emission；composite；blade；helicopter；fatigue test
1 前言
目前，在我国直升机疲劳试验中，用于判定部件是否破坏的手段还比较原始，主要以目测出现宏观裂纹为主。这在金属构件疲劳试验中有其合理性和实用性。但从疲劳裂纹的形成机理来看，这远不能代表复合材料动部件的寿命。如一般的金属材料的疲劳极限只是拉伸强度的45％～50％，而碳纤维/聚酯树脂复合材料的疲劳极限可达抗拉强度的70％～80％[1]。金属结构的主要损伤模式为裂纹，裂纹以相当明确的方式传播并与所加的力有关，其临界裂纹尺寸和裂纹传播速率与通过断裂力学分析获得的试验数据有关。在复合材料中，很少有单一的损伤模式，即使复合材料构件由于产生宏观裂纹而破坏，裂纹传播也不会像金属材料那样以预想的方式进行。因此，复合材料的损伤研究比金属材料更加困难。为了能够清楚地了解疲劳裂纹的萌生、扩展的全过程，我们必须引入一种有效的对裂纹进行实时监测的技术手段，它要能在试验状态下实时发现复合材料构件的起始破坏，结合其他一些有效的无损检测手段对破坏模式进行识别，找到破坏点和破坏模式，这样才能够对复合材料的破坏过程有个全面的了解。而声发射技术正好满足了我们这种需要。通过运用声发射技术，可以对正在试验中的动部件进行实时的监测，对疲劳破坏的萌生点、扩展速度和扩展时间都有较全面的了解。这一技术的运用，将给判定疲劳试验件是否破坏带来更准确、客观的依据，从而为直升机动部件和结构件的准确定寿提供科学的技术保障。
应用声发射检测复合材料桨叶疲劳损伤的技术研究全文
