基于FDTD的玻璃纤维增强复合材料脉冲太赫兹无损检测

• 作者: 任姣姣 周桐宇 张丹丹 张霁旸 李丽娟
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 物理光学 时域有限差分 太赫兹 无损检测 高次回波
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 物理光学
• 页码范围: 190-198
• 页数: 9页
• 分类号: O451
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202040.1226002

摘要

玻璃纤维增强复合材料具有耐腐蚀性强、介电性能良好和热性能良好等优良性能,被广泛应用于航空航天、铁道铁路等相关行业.以脉宽调制后的太赫兹脉冲激励源作为输入光源,采用德拜模型对材料实测太赫兹波段光学参数进行拟合优化,并将其作为材料输入参数应用于时域有限差分方法中.建立了玻璃纤维增强复合材料胶接缺陷的太赫兹脉冲检测模型.基于时域有限差分法,对太赫兹波在玻璃纤维增强复合材料胶接缺陷结构中的传播特性进行了数值仿真分析,重点从时域波形及B-Scan成像两方面分析了太赫兹波在胶接缺陷结构中的传播过程以及高次回波的成因.针对玻璃纤维增强复合材料中存在的脱粘缺陷、分层缺陷进行了诊断分析,1 mm厚玻璃纤维增强复合材料中的脱粘缺陷检测厚度达到20 μm;玻璃纤维增强复合材料中厚度为80 μm的分层缺陷的检测层数达到两层.所提方法可为基于太赫兹脉冲成像的玻璃纤维增强复合材料胶接缺陷的无损检测和评估提供理论支撑.