激光与红外

作者：陈爽

单位：江西理工大学,江西 赣州 341000；

关键词：低功率超声红外热成像;碳纤维增强复合材料;贯穿裂纹;数值仿真;实验验证

碳纤维增强复合材料(CFRP)由于其各向异性和层合结构,使得缺陷检测和识别变得困难,因此这类材料的无损检测研究一直是国内外关注的热点。本文基于裂纹生热机制,主要分析了摩擦生热和粘弹性生热原理,发现缺陷处的生热量主要与法向压力和振幅速度有关。通过建立CFRP贯穿裂纹的生热模型,采用有限元分析法对不同检测参数进行模拟求解。仿真结果表明,激励振幅和预紧力越大,生热现象越明显。利用超声红外热成像检测平台对含有裂纹的碳纤维增强复合材料板进行检测。实验结果表明,在控制变量法的情况下,当激励电压为180 V时,缺陷处最大温升为133℃；当预紧力为40 N时,缺陷处最大温升为1083℃,此时裂纹处的生热最明显,检测效果最佳。实验结果与仿真结果一致,验证了低功率超声红外热像检测技术是一种可行且高效的方法。

来源：2025年第6期

《激光与红外》期刊编辑部

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