研究人员利用零群速度特征提出一种复合蜂窝结构脱粘缺陷检测新方法

CFRP-Nomex复合蜂窝结构被广泛应用于航空器的外壳、翼面、机身等部位。这种结构强度高、重量小，从而能够提高燃油效率、减少运载成本。然而，蜂窝结构在制造和服役过程中容易产生脱粘等各种缺陷，严重影响其使用性能和结构安全。目前已有的检测方法难以同时满足灵敏度高、适应性强、检测效率高这三方面的要求。

中国科学院噪声与振动重点实验室的刘斌等人研究发现，CFRP-Nomex复合蜂窝结构在12 kHz处存在零群速度特征，经过一定距离传播后，零群速度对应频率的声波能量明显低于其他频率能量。研究人员仿真并实测了CFRP-Nomex复合蜂窝结构完好区的弯曲波透射谱，证实了在12 kHz下该特征的存在，而在脱粘区，此特征消失。通过自主搭建的检测装置，研究人员利用此特征对复合蜂窝结构试样进行了扫查成像，实验结果表明，本方法可检测到试件中直径20 mm的脱粘缺陷，并对其进行定位。

本文提出的方法可以快速准确地检测到脱粘缺陷，为CFRP-Nomex复合蜂窝结构的现场测试提供了一种新的无需耦合剂、检测速度快的成像方法。

相关研究成果在线发表于国际学术期刊Mechanical Systems and Signal Processing （IF：8.4）。

本研究得到国家自然科学基金项目（51805528）资助。

关键词：碳纤维增强板-芳纶纸蜂窝结构；零群速度；脱粘；无损检测

参考文献：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。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327024003777。