飞机金属蜂窝结构损伤形式与修理方案(毕业论文)

长沙航空职业技术学院

20XX届毕业设计（论文）

飞机金属蜂窝结构损伤形式与修理方案Damage Forms and Repairing Methods of Aircraft's Metal Honeycomb Structure

院（系）、部：航空装备工程系

学生姓名：

指导教师：

专业：飞机维修工程

班级：

完成时间：20XX年4月29日

20XX年4月29日

长沙航空职业技术学院

目录

摘要 (1)

第1章前言 (1)

第2章蜂窝结构的力学性能与结构特点 (2)

2.1蜂窝结构的力学性能 (2)

2.2金属蜂窝的结构参数与结构特点 (3)

2.2.1结构参数 (3)

2.2.2结构特点 (3)

第3章蜂窝结构在航空航天领域的应用情况 (5)

3.1 蜂窝结构在飞机中的具体应用情况 (5)

3.2 蜂窝结构在航天领域的应用 (5)

第4章蜂窝结构的损伤形态以及损伤原因 (6)

4.1 表面损伤 (6)

4.2 脱粘损伤 (6)

4.3 单侧面板损伤 (6)

4.4 穿透损伤 (6)

4.5 内部积水 (7)

第5章修理方法与修理程序以及应注意的事项 (8)

5.1 检验方法 (8)

5.1.1目视检查 (8)

5.1.2手锤敲击法 (8)

5.2胶接蜂窝结构修补的一般要求 (8)

5.3修理方法 (9)

5.3.1 填补法 (9)

5.3.2 灌补法 (9)

5.3.3 镶补法 (10)

5.3.4 贴补法或挖补法 (10)

5.3.5 蜂窝内积水的排除 (13)

第6章修理所使用仪器、设备与检测技术 (14)

6.1 声阻仪 (14)

6.2 X射线探伤机 (14)

6.3红外热波无损检测 (14)

6.4 激光全息无损检测 (14)

6.5 激光错位散斑技术 (15)

6.5.1 错位散斑无损检测系统 (15)

6.5.2 激光错位散斑技术的优点 (15)

参考文献 (16)

20XX届毕业生毕业设计（论文）任务书

学生姓名XX学号XX系别航空系班级

指导教师

设计（论文）题目：飞机金属蜂窝结构损伤形式与修理方案

1、总体设计提纲：

1.金属蜂窝结构的力学性能与结构特点及其在航空领域的应用。

2. 飞机蜂窝结构的损伤形式及其对应的损伤类型，检验修理方法，每种损伤形式的修理程序及需要注意的事项。

3.激光错位散斑技术和其他技术的介绍，修理中所使用的仪器工具与设备及其使用方法与需要注意的问题。

2、阶段设计任务：

1．2008年12月初至中旬进行初步的提纲设计。

2．12月底至一月完成资料的收集与相关图片的整理。

3．今年年初到四月初稿设计完毕，交指导老师审核。

4．四月中旬到五月按指导老师要求进行初改，并按照老师要求修改论文格式并补充部分图片。

5．五月初到中旬依照修改意见进行第二次修改。

6．五月底论文通过初审。

3、技术和量化要求：

1．必须按照统一格式进行论文的撰写。

2．论文中所作技术图必须严格按照国家规定的统一标准，不可随意进行修改。

3．字数不得少于5000字。

4、参考文献和资料目录：（可以附页）

附后

飞机金属蜂窝结构损伤形式与修理方案

摘要

金属蜂窝结构已广泛应用于航空领域，各种突发事件和环境等因素，都会不可避免地给它带来各种损伤，对于金属蜂窝结构的修理就显得极为重要。本文具体分析了金属蜂窝结构的力学性能和结构特点，并根据其损伤形式和程度制订了相应的修理方案。另外，还介绍了相关的检测技术和检测仪器及设备，为修理提供了技术支持。本文的修理方案可为基本的飞机金属蜂窝结构损伤的修理服务。

第1章前言

大自然给与人类灵感，使我们蜜蜂所蜂巢中得到启迪，创造性地发展了蜂窝复合材料，它是人类至今为止所知的最节省材料、具有最大的强度重量比的一种结构性材料。与实心材料相比，蜂窝复合材料使用的有效材料仅为被替代材料的1-5%，它显然是一种用料省、耗能小的极具潜力的轻质材料。在诸多的应用中，蜂窝复合板材几乎可以完全替代各类实心板材的使用，降低原材料的使用量，达到高效、节能的目的。金属蜂窝是金属骨架和蜂窝孔（形状与蜜蜂的巢穴极其相似）相间的一种新型功能复合材料。因其内部结构含有许多蜂窝状直通孔而得名。这种材料具有独特的性能：抗冲击能力、耐热防腐、导电、导热、隔热、隔音、蓄能、吸能减震、电磁屏蔽等。另外，蜂窝结构具有良好的比强度和良好的比刚度且重量轻，因而蜂窝结构广泛应用于航空结构中。随着蜂窝结构在航空领域尤其是军用航空领域应用的不断增加，各种突发事件和环境等因素，都会不可避免地给它带来各种损伤。对于飞机金属蜂窝结构的修理，因为有些结构性的部分无法采用更换式修理，所以我们应根据其损伤形式和损伤部位，对其进行修复式的修理。

第2章蜂窝结构的力学性能与结构特点

众所周知，蜂窝是由一个挨一个、排列得整整齐齐的六角小蜂房组成的。受自然蜂巢的启迪，人类创造性地发明了蜂窝结构复合板材。那么蜂窝结构的力学性能与结构特点究竟是怎样而让它能应用于航空航天领域。

2.1蜂窝结构的力学性能

以几何尺寸为400mm×400mm×30mm，面板厚度3mm，胶膜厚度0.35mm的蜂窝夹芯板为例。材料力学性能见表2-1。

表2-1 蜂窝夹芯板材料力学性能（单位：MPa）

面板

铺层形式E1 E2 E3 泊松比[±45/0/90]4s 135000 8800 4500 0.33

蜂窝芯压缩模量横向剪切模量纵向剪切模量600 54 42

胶膜剪切模量泊松比2000 0.3

德国Alusuisse-Aingen公司开发出一种蜂窝单元为六边形的铝蜂窝复合板（如表2-2所示），具有重量轻、刚性高、易回收、易开槽、冷弯弧、折边和压缩成型等优点。可广泛应用于航天器室内幕墙、隔板、装饰板等。

表2-2 铝蜂窝复合板（ALUCORE）的部分性能

测试项目F06/106 F10/110 115 120 125

厚度（mm） 6 10 15 20 25

面密度（kgm-2） 4.9 5.3 7.0 7.4 7.8

刚度（kNm2m-1）0.71 2.19 7.55 13.90 22.17 截面模量（cm3m-1） 2.5 4.5 14.0 19.0 24.0

金属蜂窝芯夹层结构的不足在于制造、使用过程中容易产生脱胶、剥离等缺陷，造成大量的能源、材料、人力物力的浪费。金属蜂窝复合板的不足在于抗弯能力与承载力欠佳.有人便采用加强边框、用厚格型钢或镀锌铁板代替铝板制成一种新型金属蜂窝复合板，具有弹性恢复好（其破坏为延性破坏）、抗弯能力强、承载力高等优点.但造型单一、工艺复杂。由于工艺方法及制造成本的原因，目前结构上常用的是金属或非金属材料制成的六角蜂窝芯材。于是有人便将平面板材通过按一定有规律的线系进行皱褶，从而形成各种不同构造形

式，不同几何尺寸的高度、变高度或曲面构型等复杂形状的芯材，可满足航空航天各种不同结构和功能的要求。

2.2金属蜂窝的结构参数与结构特点

2.2.1结构参数

金属蜂窝的主要结构参数有：孔径、孔型（正六边形、正四边形、正三角形等，如图2-1所示）、孔隙率、开口度（表2-3）、密度等。根据应用目的的不同。对金属蜂窝物理性能要求不同，与其密切相关的结构参数也不同。如蓄能性能主要与孔径、孔隙率及孔型有关；渗透性能主要与孔隙率、孔表面光洁度、孔径大小有关。

图2-1金属蜂窝各孔型几何外观

2.2.2结构特点

1）均匀孔径：孔径非常均匀，几何形状规则；金属蜂窝的孔径根据用途和成形方法的不同，可大可小。

2）高开口度：金属蜂窝的开口度随制作方法的不同而变化。一般而言，在60%~98%的范围内变化。

3）小密度：金属蜂窝是一种多孔的不连续材料。实体部分截面积很小，所以金属蜂窝的密度很低，一般为同体积金属的3/5~1/50不等。密度小的金属蜂窝结构完全可以浮在水面上。

4）高比表面积：金属蜂窝的比表面积很大，达1000~4000m2/m3。

5）小壁厚：金属蜂窝壁厚很小，一般在0.2mm以下。蜂窝单元间距为1~3mm。

表2-3 蜂窝几何形状与内边长D和壁厚t的函数关系

孔穴几何形状n e

方形1/（D+t）2 D2/（D+t）2等边三角形 2.3/（D+t）2 （D-0.73t）2/（D+t）2棱形 1.15/（D+t）2 （D-0.15t）2/（D+t）2

六角形0.38/（D+t）2 （D+0.42t）2/（D+t）2注：n是单位面积上的孔穴数目，e是开口度，例如三角形金属蜂窝，设D=1mm，t=0.05mm，则每平方厘米上的孔个数为209，开口度为84%。

第3章蜂窝结构在航空航天领域的应用情况金属蜂窝结构最早是应用于飞机工业,由于其具有优良的轻质结构、高温强度、耐热、耐腐蚀、吸能减震等性能，再加上它易焊接、表面处理、变形等加工，便迅速技术性渗透到其他工业。目前，金属蜂窝已经广泛应用于飞机整流罩、阻流板、副翼、方向舵、侧壁、车门等承受载荷不大，但是刚性要求高、重量轻的次要结构部件。更可望在电子设备减震垫、宇宙飞船起落架、减震元件和精密仪器的保护、机内装饰等方面有更广泛、更优势的应用。

3.1 蜂窝结构在飞机中的具体应用情况

在军用航空领域金属蜂窝结构应用极为广泛，战斗机、轰炸机等都已成熟应用此结构。

F-14战斗机的进气道结构大部分用铝合金蜂窝结构，长约4.27米。后短舱采用胶接钛合金蜂窝结构，长约4.88米。Ｂ－２轰炸机机身机翼大量采用石墨／碳纤维复合材料、蜂窝状结构。大西洋反潜机上机身增压舱中心段、武器舱门和前轮舱门为胶接蜂窝夹层结构。机头两侧有空调系统进气口。悬臂式全金属尾翼结构，在抗扭盒上为胶接蜂窝夹层蒙皮壁板。

在民用航空方面，金属蜂窝结构同样已成熟应用。例如波音737的三缝后缘襟翼就是应用铝合金蜂窝结构。

3.2 蜂窝结构在航天领域的应用

一直以来，火箭、航天器的机体、机翼、舱壁、舱门、舷梯、仪器板、地板、隔层板、绝热板、厨柜、整流罩等大多是由蜂窝复合材料做成的。如1996年我国的长征运载火箭发射升空时，用蜂窝板罩在与火箭分离，经与大气高速摩擦后落入广东境内，人们发现蜂窝板的结构几乎完整保留，由此可见蜂窝板的结构强主之高是令人难以想象。目前，这块蜂窝板被陈列在广州的航天奇观内供游人参观。如果没有蜂窝复合材料，飞机、火箭可能需要更大的发动机、运载更少的货物、需要更长的时间才能到达目的地，也许到现在人类还未登上月球。

第4章蜂窝结构的损伤形态以及损伤原因飞机上的蜂窝结构是由耐腐蚀夹心、蒙皮、垫板、隔板（假梁）、边肋等零件胶合而成。蒙皮与夹芯之间用胶膜胶接，蜂窝夹芯用芯子胶和耐腐蚀胶胶接而成。蒙皮、垫板及肋等零件材料为铝合金，蜂窝夹芯的铝箔材料为铝合金。这些材料胶接前均经过磷酸阳极化处理。夹芯与肋及隔板的连接面用泡沫胶带填充。铆接前段与蜂窝后段的腹板对合处用胶胶接。为了防止进水，所有对缝处和两端翼肋上的工艺孔洞均用密封胶密封。

在使用过程中，蜂窝结构会发生不同程度的损伤，根据损伤内容及使用中可能出现的情况，胶接蜂窝结构件的损伤大致可分以下5类。

4.1 表面损伤

这类损伤包括表面擦伤、划伤、局部轻微腐蚀、表面蒙皮裂纹、表面小压坑和局部轻微压陷等。空气动力、工具坠落、冰雹、雷击、鸟撞、沙石和工艺不当等原因会使飞机蜂窝结构件产生这类损伤，但一般对结构强度不产生明显的削弱。

4.2 脱粘损伤

这是指板与板之间或板与夹芯之间的脱粘缺陷。这类损伤是由于积水、结冰和温度等因素变化，导致蜂窝结构发生膨胀，板、夹芯与蒙皮等容易开脱。这类脱粘损伤并不引起结构外观明显变化大多是在生产过程中已造成初始缺陷，在反复使用过程中缺陷将有所扩展，脱粘面积过大时会导致结构强度下降，严重时会造成撕裂，危及飞行安全。

4.3 单侧面板损伤

这类损伤包括单侧面板局部压陷破裂或穿洞。它使一侧面板和夹芯都受到损伤，对气动性能和结构强度影响较大。这类损伤必须经过修补和检验后才能重新使用。

4.4 穿透损伤

这是指蜂窝部件穿透损伤、严重压陷和较大范围的残缺损伤等。这类损伤对结构性能和强度有严重的影响，必须认真修补或更换处理。

4.5 内部积水

由于蜂窝结构边缘及对接缝处密封不严或密封遗漏，在长期使用过程中由于雨水渗漏或水汽冷热交替造成蜂窝夹芯有积水存在。一般情况蜂窝内部积水不会造成严重影响，但在冬季气温变化时，由于结冰膨胀会造成局部面积脱粘；另外在水的长期浸泡下会使胶接强度降低。因此，应检查蜂窝结构的内部积水情况并作出相应处理。

第5章修理方法与修理程序以及应注意的事项

蜂窝结构的修理相对于其它类型结构的修理有着一定的难度。首先，检查其破坏与否就不简单，对于有的破坏要用专用检测设备进行检测。其次，修理方法和程序也比较繁琐。另外，在修理的过程中还有很多事项需要注意。

5.1 检验方法

5.1.1目视检查

察看蜂窝区外部有无划伤、压坑、开裂、腐蚀、铆钉松动、蒙皮凸起或其他故障，对故障应作记录和分析。在不超过检验指标时，才允许飞行使用。

5.1.2手锤敲击法

用于单层蒙皮蜂窝结构。用手锤敲击蜂窝结构的蒙皮，根据不同的声响来判断蜂窝结构是否脱胶。敲击时，注意锤头与蒙皮垂直，力度适当，以能判断故障不损坏蒙皮表面为宜。为使判断准确，可先在试件上试验。敲击回声清脆是良好，沉闷是脱粘。

对于用蜂窝结构的专用检测设备进行检测的方法，下一章会具体介绍。

5.2胶接蜂窝结构修补的一般要求

1）在对某飞机各蜂窝部件的损伤修补时，所使用的材料和设备应按规定进行存放和保管，并定期复验和更换。

2）对现场进行的修补处理情况应有详细的记录以备检查。在对脱粘或夹芯、蒙皮受到损伤修补后，应用SZY-Ⅲ型声阻探伤仪对修补情况进行检查，确认修补质量合格后方可使用，最后应采用与原结构相同的表面防护措施。

3）修复的构件在增重不多，气动性能损失不大的条件下，应尽可能接近原结构的强度。一般要求单块平尾增重<1500g，单块副翼增重<1000g，单块襟翼增重<1300g，方向舵增重<<2000g.

4）所有修补必须避免应力集中。截面形状变化要和缓，避免突变；所有棱角处应倒圆，尽量采用圆形补片。

5）经过修补后的蜂窝部件表面应光滑平整，过渡区应均匀变化，尽量避免补片突出，当突出不可避免时，凸出的补片应制出倒角过渡。

6）尽量采用与原结构相同的材料来更换切除部分。

7）修补部位的周边应用密封胶密封，防止潮气和雨水渗入。

8）在同一部位不允许进行重复修补，必要时须扩大范围2-3倍进行修补，但同一翼面上不得有两处。

9）对配重的舵面（如方向舵）蜂窝部分修补后应检查重量平衡情况。

5.3修理方法

根据以上的损伤方式，胶接蜂窝结构可用如下方法分别进行修理。

5.3.1 填补法

用填补法修理表面擦伤、划伤、局部轻微腐蚀，以及表面裂纹、压坑、压陷。

对于蒙皮裂纹，在裂纹两端各钻直径为2mm的止裂孔，用细纱纸轻轻打磨裂纹部位，用胶粘加强并堵住止裂孔。

对于镁边条裂纹，在边条端头裂纹采取圆滑过度切除裂纹部位防止裂纹扩展。必要时可更换镁边条。对于表面压痕与凹陷，用细纱纸打磨损伤部位，选用胶填平，室温固化24小时后用刮刀修整。

5.3.2 灌补法

用灌补法修理各种脱粘，脱粘可发生于构件的边缘或中央，将检查的脱粘范围标在蒙皮上，根据脱粘面积、部位、钻注胶孔和溢胶孔。当蜂窝结构的脱粘面积超过技术标准允许的范围时，必须进行修理。

5.3.2.1灌补法的具体步骤

脱粘缺陷的修理采用灌补法，按如下步骤进行。

1）在脱粘区域中心钻注胶孔，周边均匀钻若干溢胶孔（与脱粘缺陷相通），直径均为2毫米，孔间距40-50毫米。

2）清洗构件，用加热灯或电吹风加热烘干。

3）可按如下配比制作SY-146修补胶：环氧树脂（618胶）100份，低分子聚酞胺（115）10份，经甲基硅氧烷5份，二氰二胺8份，多乙烯多胺2-4份，600#环氧稀释剂不超过20份。

4）将钻孔的板面朝下，用注射器从注胶孔自下而上地往缺陷里注修补胶，直到周围各滋胶孔都有胶滋出为止，以确保灌注的胶在谧出后能停留在脱粘区蜂窝夹芯的根部。

5）如钻孔危及结构强度，可在表面胶接补片进行加强。

6）对灌注的修补胶及胶接的补片进行固化处理，固化完毕后，清理表面余胶，修补后用声阻仪检查修补质量。外形应光滑平整过度均匀。各蜂窝结构后缘的缺口变形等缺陷的修补方法类同，可先将缺陷修光，然后用修补胶胶接一块能包复整个缺陷两侧的补片即可。5.3.2.2应注意的问题

1）胶接质量在很大程度上取决于胶接表面的准备，必需彻底清洗油污和烘干水分。由于较难判定水分的多少，故应保证足够的加热烘干时间。

2）配制胶液时除选用优质原料和严格执行配比外，还应搅拌均匀、无气泡，并在其活性期内完成涂胶工作。

3）胶粘剂的粘稠度也是影响胶接质量的重要因素，外场靠经验掌握，可用600.环氧稀释剂来调节粘度，但最多不得超过20份。增加多乙烯多胺至6-9份，有助于预固化，减少固化时胶液的流淌。

4）严格遵守胶接工艺规范，保证要求的压力、温度和粘合时间。

5.3.3 镶补法

用镶补法修复单侧面板及夹芯损伤。

当损伤面积不超过40cm2，时，可将损伤面积打磨干净，用胶灌平加温固化。当损伤面积超过40cm2，时，一般采用不加补片的镶补法修理。

5.3.4 贴补法或挖补法

用贴补法（图5-1）或挖补法（图5-2）修补穿透性损伤或构件的局部残缺损伤。

根据损伤情况挖除损伤结构，配制夹芯、盖板使之与切口吻合，将损伤面下表面用铝板垫平，在切口周边下盖板芯上涂修补胶装配，加热固化之后，将上盖板涂胶盖在切口上再加热固化。

图5-1 贴补法图5-2 挖补法

5.3.4.1 修理工艺

对于不同损伤形式和不同部位的损伤其修理工艺是不同的，这里介绍两种。

（一）单侧加衬贴补修理工艺

其修理方法是切除部件的损伤部分，更换已损坏的蜂窝夹层，并安装衬片和补片（见图5-3）。适用于直径为20～40mm单面孔的修理。具体工艺如下：

1）用砂纸打磨损伤区（打磨直径=补片直径+20mm，补片直径=损伤直径+蒙皮厚度×60）；

2）用切割刀切除蒙皮和蜂窝的损伤部分（切割部分的直径等于损伤直径）；

3）用吸尘器吸出碎屑；

4）用小刀等工具制作衬片、补片和蜂窝夹层的补洞塞块；

5）先用石油溶剂，然后用丙酮清洗补片、衬片和塞块上待涂胶表面的油脂等污物并晾干。用石油溶剂后晾干15分钟以上，用丙酮后晾干20分钟以上；

6）将衬片涂上BKB-9胶塞人洞内，再将补洞塞块的侧面和下底部表面涂好BKB-9胶后插入修理区，并加压保持24小时；

7）用带铣刀的手提抛光机抛光蜂窝充填物（补洞塞块），使之与周围部件平齐；

8）用胶带保护损伤边缘处的蒙皮；

9）用吸尘器清除碎屑；

l0）给补片和蒙皮待粘接的表面涂一层BK-9胶，厚度为0.2～

0.3mm；

l1）将补片贴在待粘接蒙皮表面，加压0.5～0.8Kg/cm，加温18～35℃，保持9～10小时；

l2）卸去压力，用小刀或锋利的铝合金刮板除去多余的胶，再恢复加温加压，时间从开始胶粘算起保持24小时；

l3）恢复油漆层。

（二）双侧贴补修理工艺

其修理方法是切除损伤部分，更换已损伤的蜂窝夹层，从两侧粘贴补片（见图5-4）。适用于直径为20-40mm的贯穿孔修理，具体修理工艺如下（工艺要求同单侧加衬贴补修理工艺）：

1）打磨缺陷区；

2）用切割铣刀切去损伤部分；

3）用吸尘器清除碎屑；

4）制作塞块，要求其尺寸比切除的损伤蜂窝尺寸的直径大5mm，厚大5-10mm；

5）先用石油溶剂，然后用丙酮清除蜂窝夹层待粘贴表面上油脂等污物，敞开晾干。用石油溶剂后晾干15分钟以上，用丙酮后晾干20分钟以上；

6）将BKB-9胶涂在蜂窝夹层材料制成的补洞塞块的圆柱形表面上；

7）将涂好BKB-9胶的塞块放人修理区，并在粘贴的部分按规定加力；

8）用带有铣刀的手提式气动机使蜂窝夹层塞块与部件的表面保持平齐，用压缩空气吹除碎屑，此时不应对部件造成多余的压力；

9）制作补片；

10）按规定要求从两侧同时粘贴补片；

11）恢复油漆层。

图5-3 单侧加衬贴补修理图5-4 双侧贴补修理

5.3.4.2 修理中应注意的问题

1）对飞机的可允许损伤，应采用刮涂打磨法修理；而对于不可允许损伤，应先考虑采用双面贴补法修理。

2）挖补法及加衬挖补法一般应在无工艺施工通路，无法采用双面贴补法时使用。

3）应充分认识到修理后构件的不对称性对修理效果的不利影响，在补片设计时应尽量使其与母板在刚度和强度等方面相匹配。

4）修理工艺、材料、工具、环境及操作人员的技术等很多因素都可对修理效果产生较大的影响，应加强修理全过程的质量控制。5.3.5 蜂窝内积水的排除

对检查出的积水区按需要在下翼面钻不大于直径为2mm的小孔排水；用120℃的电热器烘干，确认无积水后经排水孔注入胶，再经过加温固化，最后用声阻仪检查确认无脱粘后交付使用。对进行排水处理的蜂窝要认真检查密封情况，并对排水区用胶认真密封孔洞。

第6章修理所使用仪器、设备与检测技术

6.1 声阻仪

国产SZY-Ⅲ型声阻探伤仪是用于飞机薄蒙皮蜂窝结构外场检验的仪器。它可以检验蜂窝胶接结构的胶层脱粘和胶层疏松情况，所检测的金属胶接结构板胶接在一起的总厚度应小于1.5mm。它不适于检测蜂窝格子边长大于5 mm和蒙皮厚度小于0.3mm的蜂窝胶接结构。

6.2 X射线探伤机

TS1605-2型携带式X射线探伤机适用于外场检验，一般可用作12mm以下厚度钢板的内部探伤，也可用作探测蜂窝结构内部的夹芯开裂、积水等事故。

6.3红外热波无损检测

蜂窝结构是常规无损检测方法难以检测的对象。红外热波无损检测技术利用脉冲主动加热，采用红外热像仪实时监视表面温场，通过计算机完成图像采集，针对不同试件材料特点采用不同的图像处理方法进行处理。红外热波无损检测方法对蜂窝结构实现了快速、灵敏检测及动态演示，为进一步分析判断提供了依据。

6.4 激光全息无损检测

采用激光全息无损检测方法检测蜂窝结构内部的缺陷及损伤是很有效的。例如，对某型飞机的襟翼结构实施两次曝光法，即在同一张照相底板上，先对没有加载的襟翼蜂窝结构板进行曝光，然后对其进行抽真空加载，再曝一次光。将底板显影、定影，成为一张全息图。当全息图再现时，便可看到襟翼蜂窝结构板上的缺陷情况。全息图中的封闭环状干涉条纹，是垫板区与蜂窝区交界处宽10mm、长50mm 的脱胶缺陷。

激光全息检测有它独特的优点：①条纹图质量高，条纹级次可达数十级甚至到上百级；错位散斑条纹图的质量受两个因素的影响，一是方法本身的物理本质决定的，二是硬件水平决定的，如CCD 的分辨率，信噪比等。一般来讲，错位散斑图像中可识别的条纹级次在十级以内。②条纹图的物理意义明确，同心环状条纹区类似等高线，显

示了缺陷的位置、大小和形状。错位散斑图的典型条纹图是蝶形对称斑，其形状和大小不仅与缺陷自身的形状、大小有关，而且与检测所采用的错位量有关。

6.5 激光错位散斑技术

激光错位散斑(Laser Shearography) 技术也称剪切散斑技术，是20世纪80年代兴起的用于表面变形测量的新型光学检测技术。该技术用于无损检测的原理与激光全息干涉类似，都是通过对待测物体加载，观察缺陷表面异常变形所产生的异常光学干涉条纹来判断缺陷特征。与激光全息检测相比，错位散斑技术操作方便、检测效率高。6.5.1 错位散斑无损检测系统

图6-1为由错位干涉光学头、氦2氖激光器、数字图像处理系统、真空加载设备等组成的错位散斑无损检测系统。基于WIN98平台的全中文图像采集与处理软件，不仅能完成错位散斑技术要求的实时图像相减及显示、图像存储等主要功能，而且具有实时图像增强功能和缺陷尺寸测量等辅助功能，改善了图像质量，方便了缺陷的定量。

图6-1 错位散斑检测系统示意图

6.5.2 激光错位散斑技术的优点

1）错位散斑技术在操作的方便性和检测的速度效率方面有明显的优势；

2）错位散斑技术的检测结果可靠；

3）错位散斑技术对工作环境要求低。

参考文献

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