通过THz-TDS系统对支持组件缺陷检测的阿拉米德复合材料蜂结构的数值研究
Pingan Liu1, Xiangjun Li2, Yongli Liu1
1Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 27, 2025
概括
太赫兹时域光谱 (THz-TDS) 提供了一种快速,安全和高分辨率的方法,用于检测阿拉米德蜂复合材料中的缺陷. 这种非破坏性技术有效地描绘了内部缺陷,指导了现实世界的应用.
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
- 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
背景情况:
- 阿拉米德蜂复合材料是重要的工业材料,但缺陷会显著降低性能.
- 传统的缺陷检测方法 (X射线,CT,超声波,视觉) 缺乏速度,安全性或高分辨率.
- 准确的缺陷识别对于确保这些复合结构的完整性和可靠性至关重要.
研究的目的:
- 以数值研究太赫兹时域光谱学 (THz-TDS) 在阿拉米德蜂复合材料中缺陷识别的有效性.
- 评估THz-TDS的空间分辨率和深度范围的能力,用于内部缺陷的非破坏性成像.
- 评估事故位置对缺陷检测准确性的影响,并确定可检测的最小缺陷大小.
主要方法:
- 使用具有现实的脉冲波形的有限差异时间域 (FDTD) 模拟.
- 在反射模式下使用THz-TDS用于分层结构的非破坏性成像.
- 对反射形状和波形异常进行分析,以确定与无缺陷样本相比的缺陷位置.
主要成果:
- THz-TDS成功地实现了复合结构内层次缺陷的非破坏性反射成像.
- 显示空间分辨率为0.5mm,检测深度超过10mm.
- 识别的缺陷只有0.1毫米薄,直径为1毫米,注意对碰撞位置的敏感性.
结论:
- THz-TDS是一种有前途的技术,用于快速,安全和高分辨率检测阿拉米德蜂复合材料中的缺陷.
- 数字模拟为此应用提供了THz-TDS的功能和局限性的宝贵见解.
- 这些发现支持THz-TDS系统的实际实施,用于对类似的分层复合结构的质量控制.
