宋远佳，张 炜，田 干，杨正伟，金国锋

(1.中国空气动力研究与发展中心402室，绵阳 621000;2.第二炮兵工程大学203室，西安 710025)

基于超声红外热成像技术的复合材料损伤检测①

宋远佳1，2，张 炜2，田 干2，杨正伟2，金国锋2

(1.中国空气动力研究与发展中心402室，绵阳 621000;2.第二炮兵工程大学203室，西安 710025)

采用超声红外热成像技术，对某飞行器的复合材料壳体损伤进行了检测研究。采用数值分析模拟了超声激励下复合材料损伤处的摩擦生热及热传导过程，分析了裂纹处的温度分布及裂纹尺寸对检测结果的影响;利用超声波发生器对含分层损伤复合材料试件进行了试验，根据表面温度的分布实现了对损伤的定量识别。结果表明，超声红外热成像技术能够快速准确地检测到复合材料表面及浅表面的界面贴合型损伤(如分层，疲劳裂纹等);对损伤的定位准确、检测结果直观、不存在加热非均匀等问题;选择恰当的耦合材料能有效消除“驻波”现象的产生，并提高损伤检测效果。

红外热成像;超声激励;复合材料;损伤检测

0 引言

复合材料具有诸多优点，在航空航天设备上广泛使用。但在制造过程中，由于环境和人为因素，复合材料的最终制品中存在孔隙、分层等缺陷［1］;在使用过程中，动、静载荷等原因也会引起基体微裂纹、层间分离等损伤。这些界面贴合型的缺陷和损伤，将严重削弱复合材料结构的性能，降低结构的使用可靠性和安全性。因此发展快速、高效的无损检测技术已成为亟需解决的关键技术之一。……