復(fù)合材料在航空航天等高端裝備領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但其在高溫/復(fù)雜載荷下易出現(xiàn)分層、脫粘等缺陷，威脅結(jié)構(gòu)安全。傳統(tǒng)無損檢測方法在高溫環(huán)境下存在明顯局限，難以有效表征內(nèi)部缺陷。紅外無損檢測技術(shù)雖具優(yōu)勢，但常規(guī)方法受限于高溫?zé)嵩肼暭吧顚尤毕輽z測靈敏度不足。本研究通過溫度場加載下線性調(diào)制激勵(lì)與熱傳導(dǎo)規(guī)律的協(xié)同優(yōu)化，顯著提升高溫環(huán)境下缺陷檢測深度與精度，為高溫服役復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測提供新技術(shù)路徑。

實(shí)驗(yàn)名稱：基于溫度場加載的復(fù)合材料線性調(diào)制紅外無損檢測性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：本研究基于線性調(diào)制熱激勵(lì)原理，通過鹵素?zé)糨敵鲱l率線性變化的調(diào)制熱波激勵(lì)復(fù)合材料，利用熱屬性差異使缺陷區(qū)域產(chǎn)生溫度響應(yīng)差異，并通過紅外熱像儀采集熱圖。創(chuàng)新性地結(jié)合高溫環(huán)境加載和傅里葉相位分析、主成分分析算法，顯著增強(qiáng)深層缺陷探測能力和信噪比。經(jīng)多材料實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在80°C下實(shí)現(xiàn)22個(gè)缺陷檢測，信噪比達(dá)7.18，成功表征毫米級深度缺陷，為高溫服役復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測提供了可靠方法。

實(shí)驗(yàn)框圖：

實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖：

實(shí)驗(yàn)過程：本研究通過鹵素?zé)糨椛湓摧敵鼍€性調(diào)制熱波（頻率范圍0.001–0.015Hz）對復(fù)合材料試件進(jìn)行熱激勵(lì)，結(jié)合20–100℃溫度場加載環(huán)境，利用紅外熱像儀采集試件表面的熱響應(yīng)序列。采用傅里葉相位分析和主成分分析（PCA）算法對熱圖序列進(jìn)行后處理，提取缺陷的相位和幅值特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在80℃工況下可實(shí)現(xiàn)22個(gè)缺陷的高信噪比（7.18）表征，突破了毫米級深度缺陷的檢測極限，為高溫服役復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的在役健康監(jiān)測提供了有效方法。

應(yīng)用方向：航空航天熱防護(hù)結(jié)構(gòu)缺陷檢測，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料部件質(zhì)檢，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片內(nèi)部損傷評估，醫(yī)療植入器械高溫滅菌后缺陷篩查等。

應(yīng)用場景：高溫紅外無損檢測，線性調(diào)制激勵(lì)，復(fù)合材料缺陷表征，熱波傳導(dǎo)分析，高溫服役結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。

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審核編輯 黃宇