碳纤维增强型复合材料分层缺陷的中频涡流C扫描成像检测

摘要

碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤，其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题，采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视化成像。基于成像结果，建立数学统计模型对缺陷面积进行重构，通过分析不同阈值对重构效果的影响以实现涡流对分层缺陷面积检测精度的量化评估。在此基础上，研究缺陷埋深与不同方向涡流特征曲线的变化规律，揭示涡流对板内分层缺陷深度的检测能力。试验结果表明，建立的中频(小于1 MHz)涡流C扫描成像系统可以实现CFRP板内最小直径5 mm、埋深0.5 mm分层缺陷的三维成像与定量评估。研究工作为碳纤维复合材料板内分层缺陷的无损检测与评估提供了一种可行思路。

关键词

碳纤维增强型复合材料 / 分层缺陷 / 涡流 / C扫描成像 / 缺陷面积 / 深度

基金资助

国家自然科学基金资助项目(12122201,62271015); 北京市自然科学基金资助项目(4232001)