应用案例

　　复合材料在航空航天等高端装备领域应用广泛，但其在高温/复杂载荷下易出现分层、脱粘等缺陷，威胁结构安全。传统无损检测方法在高温环境下存在明显局限，难以有效表征内部缺陷。红外无损检测技术虽具优势，但常规方法受限于高温热噪声及深层缺陷检测灵敏度不足。本研究通过温度场加载下线性调制激励与热传导规律的协同优化，显著提升高温环境下缺陷检测深度与精度，为高温服役复合材料结构健康监测提供新技术路径。

　　实验名称：基于温度场加载的复合材料线性调制红外无损检测性能验证实验

　　实验原理：本研究基于线性调制热激励原理，通过卤素灯输出频率线性变化的调制热波激励复合材料，利用热属性差异使缺陷区域产生温度响应差异，并通过红外热像仪采集热图。创新性地结合高温环境加载和傅里叶相位分析、主成分分析算法，显著增强深层缺陷探测能力和信噪比。经多材料实验验证，在80°C下实现22个缺陷检测，信噪比达7.18，成功表征毫米级深度缺陷，为高温服役复合材料结构的健康监测提供了可靠方法。

　　实验框图：

　　实验实拍图：

　　实验过程：本研究通过卤素灯辐射源输出线性调制热波（频率范围0.001–0.015Hz）对复合材料试件进行热激励，结合20–100℃温度场加载环境，利用红外热像仪采集试件表面的热响应序列。采用傅里叶相位分析和主成分分析（PCA）算法对热图序列进行后处理，提取缺陷的相位和幅值特征。实验结果表明，在80℃工况下可实现22个缺陷的高信噪比（7.18）表征，突破了毫米级深度缺陷的检测极限，为高温服役复合材料结构的在役健康监测提供了有效方法。

　　应用方向：航空航天热防护结构缺陷检测，汽车发动机复合材料部件质检，风力发电机叶片内部损伤评估，医疗植入器械高温灭菌后缺陷筛查等。

　　应用场景：高温红外无损检测，线性调制激励，复合材料缺陷表征，热波传导分析，高温服役结构健康监测。

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