碳纤维复合材料是目前应用广泛的一种复合材料,具有较高的比强度、比刚度和较好的耐腐蚀性、抗疲劳性,还可以根据使用需要来设计结构形状,在航空航天、土木建筑、体育用品等领域具有重要地位。纤维弯曲是碳纤维复合材料的一种常见缺陷,会严重影响碳纤维复合材料结构的力学性能。因此,为保证材料结构的安全性和可靠性,对其进行无损检测十分重要。碳纤维复合材料具有导电性,可以采用涡流法进行检测。涡流法对被检材料表面清理要求不高,无需与工件表面接触,易于实现在线自动化检测,可以在碳纤维复合材料的生产过程中进行在线检测,也可以在其使用过程中进行现场原位检测。近年来国内外研究人员在碳纤维复合材料纤维弯曲缺陷涡流检测方面取得了一定成果,但目前还没有一项操作简单,灵敏度高,可以进行碳纤维复合材料全寿命周期检测的方法。本文基于这一现状,对碳纤维复合材料纤维弯曲涡流检测展开研究。本文提出一种对单向碳纤维复合材料进行纤维弯曲缺陷检测的方法。首先通过三维有限元数值模拟研究了矩形线圈激励下单向碳纤维复合材料中的涡流密度分布,证明了单向碳纤维复合材料中涡流主要沿纤维方向流动。之后,通过数值模拟得到正交探头输出电压与纤维角度的关系,并研究了探头线性扫查纤维弯曲缺陷板时的输出电压变化趋势,证明了正交探头检测单向碳纤维复合材料板纤维弯曲缺陷的可行性。接着,.设计了五种用于纤维弯曲缺陷检测的探头,包括小接收线圈正交探头、大接收线圈正交探头、GMR传感器探头、TMR传感器探头和磁通门传感器探头,通过实验比较各探头频率特性与对纤维角度的灵敏度,选择大接收线圈正交探头进行纤维弯曲涡流检测实验研究。本文进行了碳纤维复合材料与碳纤维预浸料的纤维弯曲检测与纤维分布重构实验研究。首先通过碳纤维复合材料纤维角度检测实验,研究了输出电压与纤维角度的关系,并通过纤维小角度变化检测实验得到探头对纤维角度的分辨率可达0.5°。之后对含纤维弯曲缺陷的碳纤维复合材料板进行线性扫查,证明探头可以检测到纤维弯曲缺陷。接下来,对纤维弯曲缺陷板进行二维扫查得到一系列实测电压信号。对输出电压与纤维角度的关系曲线进行插值,之后代入二维扫查得到的实测电压信号,来计算扫查区域内各点处纤维角度,编写程序重构纤维分布。之后对碳纤维预浸料进行纤维角度检测实验,得到输出电压与纤维角度的关系,并发现探头对预浸料的纤维角度分辨率可达0.5°。接着对含纤维弯曲缺陷的碳纤维预浸料进行线性扫查,证明该探头可以检测到纤维弯曲缺陷。最后对碳纤维预浸料板进行二维扫查实验,对输出电压与纤维角度的关系曲线进行插值,之后代入二维扫查得到的实测电压信号来计算扫查区域内各点处纤维角度。之后重构纤维分布,将重构纤维分布图与实际纤维分布图对比,验证了纤维分布重构方法的有效性。