俄羅斯科學家發明首個無接觸式復合材料內部壓力檢測法

       “這支由Sergey Kaloshkin教授領銜的科學家團隊，通過測量內部壓力值，對航空部件、油氣管道、船舶殼體及其他工業/交通行業的復合材料部件進行內部損傷評估。”Nust MISIS院長Alevtina Chernikova表示說。

 

       事實上，在制造過程完畢之后，不管是碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料還是其他混合纖維復合材料，其內部都不會產生這種水平的壓力。然而，一旦在部件服役過程中，因為外部環境、天氣等因素的影響承受了載荷，其內部必然會產生和積累一定的壓力，導致材料本身的損傷，降低部件的承壓能力。這些變化會損害運營的安全，必須及時發現并得到有效遏制。

       檢測復合材料結構內部壓力的方法有很多種，但有的操作不便、有的無法保證準確性。例如，傳統的非接觸檢測法（包括超聲檢測法、聲波探傷檢測法、錯位散斑干涉法）能夠幫助我們檢測到已經產生的損傷，但并不能對材料承受的壓力和壓力在結構中的分布狀況提供有效的情報信息。而想要掌握壓力分布和數值狀況，只能使用貼紙、薄膜等類型的傳感裝置進行接觸式的檢測?？偠灾?，在損傷產生之前對壓力進行非接觸式的檢測，在目前看來基本是不可能的事情。

 

       新方法的關鍵在于，利用無定型軟磁電路評估復合材料內部的壓力狀態。在生產過程中，微電線被放置于碳纖維片層之間，形成一道壓敏網格。

       微電線周圍的壓力狀況會影響復合材料內部對外部磁場的感應。這些檢測數據可以通過無接觸的方式，傳輸到同樣在生產過程中埋入材料內部的傳感裝置。更令人稱道的是，新方法只需要使用一枚傳感器，就能實現其他類似方法使用多個傳感器的效果。簡而言之，這種新方法操作起來非常簡便，快捷，同時使得修復過程更為簡單、預測結果更加準確，大大降低了檢測成本，而且全過程無接觸。

 

       目前，科學家們已經找到了在不損害復合材料內部性能的前提下，埋入軟磁電線的方法。同時，他們還設計并掌握了多種不同的測量模式。

       多位來自航天航空業的代表、以及復合材料行業的研發工作者對這種新方法給予了高度評價。目前，研究人員只需要走出實驗室，找到一處真實場景，進行實測。

 

       “雖然這只是萬里長征的第一步，但是我們已經可以預見到它真實存在的市場前景。另外，我們埋入材料內部的微電網還能排除玻璃纖維內部產生的靜電。這種微電網完全可以取代目前使用的金屬網。”