ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

團體標準

T/CSTMXXXXX—202X

夾芯結構缺陷檢測敲擊檢測方法

Defectdetecting

Tappingtestingmethodforsandwichstructure

202X-XX-XX發布202X-XX-XX實施

中關村材料試驗技術聯盟發布

T/CSTMXXXXX—2023

缺陷檢測夾芯結構敲擊檢測方法

1.范圍

本標準規定了夾芯結構敲擊檢測的技術要求、檢測程序、檢測記錄和檢測報告等。

本標準適用于蒙皮厚度不大于2mm的蜂窩夾芯和泡沫夾芯結構中尺寸大于等于25mm的檢測面蒙

皮與芯子脫粘以及復合材料夾芯結構中檢測面蒙皮分層損傷的檢測。復合材料夾芯結構損傷修理質量的

檢測可參照執行。

2.規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T20737無損檢測通用術語和定義

GJB5304軍用復合材料術語

HB7825復合材料制件無損檢測對比試塊制作與要求

HB5461金屬蜂窩膠接結構缺陷類型及試塊

T/CSTM00271.2民用飛機結構在役無損檢測對比試塊第2部分：復合材料結構對比試塊

3.術語和定義

GB/T20737、GJB5304、HB7825、HB5461確立的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

夾芯結構sandwichstructure

由兩側較薄的蒙皮與中間芯子粘接所構成的一種三明治結構。

3.2

分層delamination

復合材料鋪層與鋪層之間的分離。

3.3

脫粘debonding

粘接結構在膠接界面處產生的分離。

3.4

對比試塊referenceblock

采用與受檢部位材質相同或相近材料制成，具有相同的表面狀態、結構特征并對所采用檢測方法具

有一致的響應特性，其上預制有既定尺寸的人工缺陷的試塊。

4.檢測方法原理

4.1.概述

敲擊檢測方法根據損傷判別方式的不同分為聲音檢測法和局部剛度檢測法兩種方式。

2

T/CSTMXXXXX—2023

4.2.聲音檢測方法原理

由檢測人員手持硬幣、小錘或專用敲擊工具，以一定的頻率連續均勻的輕輕敲擊被測結構表面，利用人

耳聽覺或聲音采集傳感器采集敲擊發出的聲音信號，并由敲擊檢測人員根據敲擊聲音頻率的變化來判定結構

內部有無損傷的一種檢測方法。當被測件中存在較大損傷時，敲擊聲音信號的能量主要集中在低頻段區域，

人耳所聽到的敲擊聲音會比較沉悶；而對于正常結構，敲擊聲音信號能量集中段頻率相對較高，人耳聽見的

聲音就更為清脆。

11

a)損傷區b)完好區

0.80.8

0.60.6

0.40.4

0.20.2

00

051015051015

頻率/KHz頻率/KHz

圖1損傷區和完好區敲擊聲音信號的歸一化功率頻譜對比圖

4.3.局部剛度檢測法檢測原理

采用帶有敲擊驅動和敲擊力采集傳感器的專用電動敲擊檢測設備對結構表面實施均勻的連續敲擊

檢測，由檢測設備實時采集和處理敲擊檢測信號，并與基準區域采集到的信號進行比對后自動給出有無

損傷報警的一種的檢測方法。當被檢測結構中存在損傷時，測得的敲擊力持續時間較正常結構增長，通

過敲擊力持續時間的比對可以來判別結構中是否存在損傷。

50

完好區

40

N

/30

力

應20

損傷區

10

040080012001600

時間/us

a）-敲擊力持續時間截取示意圖b)-損傷區與完好區敲擊力持續時間比對

圖2局部剛度法檢測原理示意圖

5.一般要求

5.1.檢測人員

從事敲擊檢測的人員應經過專業技能培訓和考核，并持證上崗。對依靠人耳聽音進行檢測的敲擊人員還

應具有正常的聽力，并建議每年進行一次聽力檢查。

5.2.檢測環境

3

T/CSTMXXXXX—2023

5.2.1檢測場所

敲擊檢測應在以下場所進行：

a)檢測工作場所不應有影響正常工作的強磁、震動、高頻電噪聲、粉塵、有腐蝕性氣體及強噪音

等，現場原位檢測時，檢測現場還應有穩定牢靠的工作臺架或工作梯。

b)采用人耳聽音檢測法檢測時，現場不應存在影響檢測人員對敲擊聲音判別的其它噪音。一般情

況下建議檢測現場噪聲不高于60dB。

5.2.2溫度及濕度

敲擊檢測工作地點的溫度及濕度范圍應控制在人員及儀器、設備、材料所允許的范圍內。

5.3.設備及器材

5.3.1手工敲擊檢測設備

用于手工敲擊檢測的設備應滿足以下要求：

a）輕質且具有光滑的敲擊接觸面，優先推薦使用附錄A所示的手動敲擊棒或手動敲擊錘，當無法

滿足時也可使用一元硬幣等。

b)無論采用何種敲擊工具，應保證敲擊產生的沖擊力不應對被測結構造成傷害或在結構表面留下

不可逆的凹陷變形。

5.3.2電動敲擊檢測設備

電動敲擊檢測設備應滿足以下要求：

a)電動敲擊檢測設備宜具有錘頭自動敲擊驅動、敲擊信號采集、敲擊信號分析以及報警、顯示等

功能，必要時可連接計算機進行成像輔助檢測。

b)電動敲擊設備應每年進行一次計量檢定或校準，計量檢定或校準合格且在有效期內方可使用。

5.3.3對比試塊

用于敲擊檢測的對比試塊應滿足以下要求：

a）對比試塊的原材料、結構形式、制作工藝、表面狀態應與被檢件相同或相近，蒙皮厚度應能覆

蓋被測對象蒙皮厚度變化的范圍。

b）對比試塊中至少應包含被測結構中要求檢出最小尺寸的人工模擬缺陷。

c）對比試塊中人工損傷的預制方式可參照HB7825、HB5461或T/CSTM00271.2等標準執行。對

于蒙皮與蜂窩芯間的脫粘缺陷可采用背面機械加工平底孔、局部蜂窩芯切除、去除膠層或嵌入

防粘膜方式預制，蜂窩夾芯結構脫粘缺陷對比試塊設計可參照附錄B，也可根據被檢測件的實

際情況和檢測要求，依照相關標準自行設計對比試塊。復合材料蜂窩夾芯結構中蒙皮分層缺陷

推薦采用嵌入防粘膜法預制。

d）對比試塊制作完成后應利用超聲C掃描或X射線等具有成像記錄的檢測方法進行驗證，實測的

人工損傷面積與理論設計面積相差不超過±25%。

6.檢測程序

6.1檢測前準備

a）檢測前，應建立進入檢測區域的檢查通道，并將受檢部位暴露至檢測可接觸狀態。

b）確定檢測區域，了解被檢測區結構信息，對蜂窩芯拼接、灌封區和有嵌入件等能夠引起敲擊檢

測結果錯誤的因素進行檢查，必要時在結構表面標識出內部結構特征。

c）目視檢查被測區表面是否存在表面松散的漆層、污垢以及密封膠等。這些妨礙進行檢測的任何

表面多余物均應在檢驗前去除，若不能進行去除或去除不經濟，則該部位不適合進行敲擊檢測，

需對該部位進行標識和記錄，并在后續報告中進行說明。

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T/CSTMXXXXX—2023

d）目視檢查結構表面是否存在可見損傷，并對可見損傷位置、可見損傷尺寸進行記錄。

e）對于大面積檢測區域，推薦在檢測區表面劃分敲擊網格線，敲擊網格線的間距等于敲擊間距，

見圖3所示。

檢測

區域

敲擊

敲擊間距

間距

敲擊

間距

圖3大面積檢測區域的分區敲擊掃查示意圖

6.2檢測基準建立

6.2.1檢測基準區域選擇

對蒙皮厚度不大于1mm的金屬蒙皮蜂窩夾芯結構或蒙皮厚度不大于3個纖維鋪層的復合材料蒙皮

蜂窩夾芯結構進行檢測時，可以直接在被測結構已知完好區來建立檢測基準。所選的檢測基準區域必須

與被測結構區具有相同的蒙皮厚度和內部狀態。

對蒙皮厚度大于1mm的金屬蒙皮蜂窩夾芯結構或蒙皮厚度大于3個纖維鋪層的復合材料蒙皮蜂窩

夾芯結構，檢測基準應在對比試塊上確定。對比試塊上確定的檢測基準區域應根據實際待測結構蒙皮厚

度及所用對比試塊中人工缺陷的制作方式來確定。

采用不同缺陷制作方式的對比試塊進行檢測基準設定時，檢測基準區域的選擇原則見表1所示。

表1對比試塊上檢測基準區的選擇原則

對比試塊的類型對比試塊中缺陷預制方式基準區域的選擇

采用機械加工平底孔或局部切設定基準區域的試塊蒙皮厚度應比實

復合材料蒙皮蜂除蜂窩芯際待測區域的蒙皮厚度多2個鋪層

窩夾芯試塊設定基準區域的試塊蒙皮厚度與實際

去除膠層或嵌入防粘膜

待測結構區域的蒙皮厚度相同

金屬蒙皮的蜂窩機械加工平底孔、局部切除蜂窩設定基準區域的試塊蒙皮厚度與實際

夾芯試塊芯、去除膠層或嵌入防粘膜待測結構區域的蒙皮厚度相同

6.2.2檢測基準的建立步驟

利用結構自身完好區建立檢測基準，采用聲音檢測法檢測時，檢測基準區域的敲擊聲音將用來與被

測區的敲擊聲音比對來進行損傷判別。采用局部剛度檢測法檢測時，檢測基準區域的敲擊信號被敲擊檢

測儀采集并作為被測結構敲擊檢測過程中損傷判別的基準信號。

利用對比試塊建立檢測基準的操作步驟如下：

a）在對比試塊上選擇合適蒙皮厚度的完好區進行敲擊。

b）移動到試塊上同一蒙皮厚度處且含有需檢出的最小尺寸的人工預制缺陷區，采用相同的敲擊力

度和頻率連續進行敲擊。

c）傾聽敲擊聲音頻率的改變，或者監測敲擊檢測儀信號的改變，當能夠明顯區分完好區和缺陷區，

則檢測基準確定完畢。

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T/CSTMXXXXX—2023

6.3檢測面選擇

應對夾芯結構上下兩個表面分別進行檢測，當某一表面因檢測不可達而無法實施檢測時，應進行記

錄并在檢測報告中予以說明。

6.4敲擊掃查

6.4.1掃查方式

對于大范圍區域的手工敲擊檢測，推薦采用圖4a)所示的矩形掃查方式；對于局部損傷修理區或圓

形緊固件周邊區域的檢測，推薦采用圖4b）所示的圓形掃查方式；當對損傷進行定量時，推薦采用圓

形掃查方式沿缺陷輪廓進行敲擊掃查。

電動敲擊儀檢測，推薦采用圖5所示的“Z”字型掃查方式。

敲擊

方向

敲擊

間距

敲擊

間距

敲擊修理

間距區域

a)矩形敲擊掃查方式b）圓形敲擊掃查方式

圖4手工敲擊掃查方式示意圖

圖5電動敲擊儀“Z”字型敲擊掃查方式示意圖

6.4.2敲擊間距

沿著被測結構表面進行連續的敲擊，直至完成整個待檢區的檢查，相鄰兩次檢測的敲擊間距應不大

于被測結構中需檢出最小缺陷或損傷直徑的1/3，推薦相鄰兩次檢測的敲擊間距不大于8mm。

6.4.3敲擊力度控制

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電動敲擊儀檢測時，由儀器的錘頭驅動單元來提供恒定的錘頭提升高度和敲擊力度。采用手工敲擊

檢測時，利用手腕動作控制敲擊工具連續敲擊結構表面，敲擊工具接觸面距離被檢測面的高度一般不超

過25mm。

6.4.4敲擊頻率

電動敲擊儀檢測時，采用敲擊儀固有的敲擊頻率；當儀器有多個敲擊頻率可供選擇時，所采用敲擊

頻率應與敲擊速度和檢測精度相適應，檢測前應采用對比試塊進行試驗來確定合適的敲擊頻率。

采用手工敲擊檢測時，推薦使用3Hz到5Hz的敲擊頻率。

6.4.5敲擊檢測速度

電動敲擊儀檢測時，推薦敲擊儀的移動速度不超過100mm/s。手工敲擊檢測時，推薦敲擊檢測速度

不大于50mm/s。

6.5檢測基準的校驗

敲擊檢測過程中檢測基準的校驗要求如下：

a）每工作1小時都應對檢測基準進行一次校驗，檢測結束后，需再次對檢測基準進行校驗。

b）檢測過程中，當發現檢測儀器異?；驒z測基準校驗異常時，從上一次檢測基準校驗合格之后的

檢測區域應重新進行檢測。

6.6檢測結果的評判

敲擊過程中應仔細傾聽敲擊聲音頻率的變化或監測敲擊儀顯示信號的變化，對任何引起敲擊聲音頻

率變化或敲擊儀器顯示信號變化的區域應進行標記，并確認這些變化并不是由于結構自身的改變而引

起。

對于敲擊檢測發現的損傷，必要時采用其它無損檢測方法進行校驗和確認。

6.7檢測結果的定量

根據敲擊聲音或敲擊信號的變化，在發現的損傷四周仔細進行敲擊，逐點確定損傷的邊界范圍，并

用可擦除的記號筆描出損傷輪廓范圍并測量損傷的長度和寬度尺寸。當采用計算機輔助敲擊成像設備檢

測時，可直接根據敲擊掃查成像的結果測量缺陷的長度和寬度尺寸。

取損傷最大尺寸方向的尺寸為長度尺寸，與長度尺寸垂直的最大尺寸為寬度尺寸。

6.8檢測后現場處理

擦除檢測區表面的網格線，撤除儀器設備，通知相關人員將結構恢復至檢測前的狀態。

7檢測記錄

檢測過程中應做好檢測記錄，檢測記錄的內容一般應包括：

a）被檢測對象型號和檢測周期。

b）檢測時間。

c）檢測部位及受檢件名稱、圖號或編號。

d）檢測方法和所用的儀器設備。

e）對比試塊名稱及編號。

f）損傷位置、尺寸、分布示意圖及檢測結果（含表面目視可見損傷的描述和標識）。

g）檢測人員及日期。

8檢測報告

檢測完成后應出具檢測報告，檢測報告一般應包括以下內容：

a）報告編號。

b）被檢測對象型號。

c）檢測周期。

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T/CSTMXXXXX—2023

d）檢測時間。

e）檢測部位；

f）受檢件名稱、圖號或編號。

g）檢測方法。

h）損傷位置、尺寸及分布示意圖（含表面目視可見損傷的標識）。

i）檢測結果（含表面目視可見損傷的描述）。

j）檢測人員、審核人員、批準人員及日期。

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附錄A

（資料性附錄）

手工敲擊檢測專用工具

注：敲擊棒由304不銹鋼制成

圖A.1手動敲擊棒

102

13Φ6.5

Φ1.6

Φ1.8

環氧樹102

脂膠

Φ13

6.5

R1.5

Φ1.8

5

.

6

3

5

1

.

0

5

3

.

6

R2.5

0

1

R6.5

1首選敲擊面

1.2024鋁合金表面陽極化處理

2.65Mn彈簧鋼絲

圖A.2手動敲擊錘

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附錄B

（資料性附錄）

蜂窩夾芯結構脫粘損傷對比試塊

LLLLLL

B

B1

1B

DD2L1

H1H2H3H4H5H6

3

4

3

H0

A

B

H3

65

34

3

4

65

ABH0

蜂窩芯局部挖除方式

H3

75

34

3

4

75

A