在CFRP中的多角度裂纹检测基于线性激光红外热像扫描技术

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
• 复合材料 复合材料 复合材料

背景情况:

• 红外热学 (IRT) 是一种用于实时检测材料缺陷的有价值的工具.
• 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 容易发生各种裂,影响结构完整性.
• 了解裂纹特性对于CFRP中准确的缺陷评估至关重要.

研究的目的:

• 调查线路激光扫描红外热谱在不同CFRP配置中检测裂的有效性.
• 分析裂方向和开口角度对热检测信号的影响.
• 建立裂纹几何和热特征之间的定量关系,以改善缺陷特征.

主要方法:

• 利用线路激光扫描红外热学来检测缺陷.
• 检查了手工铺设的单向CFRP,3D打印的CFRP和CFRP衍射板.
• 分析了热图像特征,包括裂中心温度和热拖尾.
• 应用高频过用于微裂纹特征提取.

主要成果:

• 在手工铺设的CFRP中,检测精度对与铺设方向的裂纹对齐很敏感.
• 3D打印的CFRP结构显示对裂方向的敏感性降低.
• 在裂开口角度,深度和热特性之间建立了强烈的相关性 (R2=0.9828,MSE=0.1287).
• 通过使用高频过成功提取了CFRP衍射器中的微裂纹特征.

结论:

• 线路激光扫描 (IRT) 是一种强大的CFRP裂检测方法,性能根据材料结构和裂方向而异.
• 该研究提供了一种经过验证的定量方法,用于将热特征与裂纹几何联系起来.
• 该方法在各种CFRP缺陷检测场景中显示出广泛的适用性和有效性.