碳纤维复合材料的综合性能优越,因此被广泛地应用于各个领域当中。碳纤维复合材料在使用的过程中,因为材料本身的缺陷,或者一些由碳纤维复合材料制造而成的构件和设备在使用的过程中造成的材料的缺陷,都会给使用者带来安全隐患,甚至造成巨大的损失。因此材料缺陷的检测是尤其重要的一个环节。超声无损检测技术是目前比较先进的一种无损检测技术,而计算机层析成像技术更是被成熟广泛的应用于医学领域中。本文的主要内容是将超声无损检测技术与计算机层析成像技术相结合,用于碳纤维复合材料分层缺陷的检测识别。研究内容如下:通过查阅国内外文献资料,了解了超声波在各项同性和各向异性材料中的传播特性,并分别给出了超声兰姆在这两种不同材料介质中的频散方程和频散曲线。为在有限元仿真和实验中超声兰姆波激励信号和走时的提取提供了理论依据。详细地介绍了计算机层析成像技术的理论基础,并且推导出了基于中心切片定理的平行扫描滤波反投影算法和扇形扫描滤波反投影算法的数学公式,最后分别给出了这两种算法的详细步骤。通过对比,最终选择了扇形扫描滤波反投影算法对用于本文仿真和实验的图像重建算法。选择碳纤维复合材料多向板T300/5028作为本文的研究对象,利用ABAQUS有限元软件分别建立分层缺陷在不同位置的薄板模型,通过加载五周期的汉宁窗口正弦信号来模拟超声兰姆波在薄板中的传播,提取扇形扫描投影方式的走时数据。通过MATLAB编写扇形扫描滤波反投影算法程序,将提取到的走时数据代入算法中对薄板模型进行重建成像,缺陷信息清晰可见。最后搭建实验平台进行实验,得出实验的成像结果。由于实验条件的限制实验的成像质量并不如仿真时的成像质量高,但是成像效果也很可观,同时也分析了造成这种现象的原因。通过仿真与实验相结合的方式沿验证了该技术可以应用于工程实践中,为后续的研究奠定了基础。