基于线性激光热学频率域分析的CFRP内部分层缺陷的测量和表征
Yu Fu1, Guangyu Zhou2, Zhijie Zhang2
1Institute of Technology, Shanxi Open University, Taiyuan 030027, China.
The Review of scientific instruments
|January 2, 2025
概括
这项研究引入了一种新方法,用于使用红外热学检测碳纤维增强聚合物 (CFRP) 中的分层缺陷. 该技术准确地描述了缺陷的大小和深度,这对于航空航天应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非破坏性测试 不破坏性测试
- 航空航天工程 航空航天工程
背景情况:
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 由于其高强度-重量比在航空航天领域至关重要.
- 细微的缺陷,如分层,可能会损害结构完整性和使用寿命.
- 可靠的缺陷检测方法对于确保CFRP组件的安全性和寿命至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一种先进的红外热像技术,用于检测和描述CFRP中的分层缺陷.
- 与现有方法相比,提高信号噪声比和缺陷测量的准确性.
- 建立一种可靠的方法来评估分层的尺寸和深度.
主要方法:
- 线路激光红外热学被用来检测缺陷.
- 开发了一种新的算法,结合了差分热学和频域过来处理热图像.
- 使用像素偏差和K-平均边缘检测量缺陷大小.
- 缺陷深度是通过将热数据与频域峰值曲线相匹配来评估的.
主要成果:
- 拟议的算法有效地抑制了在线激光扫描中固有的尾随现象.
- 缺陷特征图像显示了显著更高的信号噪声比率.
- 缺陷尺寸测量显示在整个冷却阶段的最大误差为2.74mm2.
- 缺陷深度评估实现了高精度,R平方值超过0.9877.7.
结论:
- 开发的具有先进信号处理的线路激光红外热学方法对于检测和描述CFRP中的分层缺陷是有效的.
- 该技术可以准确地测量缺陷的大小和深度,这对于航空航天领域的质量控制至关重要.
- 该方法为复合材料的非破坏性评估提供了一种可靠和验证的方法.
