碳纤维复合材料广泛应用于各个领域,随着材料结构和工艺的不断发展,传统的超声检测技术在复合材料无损检测中遇到了很多问题。本文针对碳纤维复合材料在使用超声波脉冲反射法检测时,传统的底波衰减法难以对材料缺陷进行定位以及由于材料形状复杂及超声波衰减严重导致没有底波的情况,结合复合材料微缺陷超声背散射检测相关自然科学基金项目,通过理论分析背散射信号的机理和特点并结合具体实验研究,为复合材料的超声波检测技术提供了新的思路。第一章阐述了论文的研究背景和意义,介绍了碳纤维复合材料主要的微缺陷类型,对微缺陷的无损检测技术以及与复合材料超声检测相关的信号处理技术进行分析,并给出论文研究的主要内容和章节安排。第二章研究了超声波在层状复合材料中的传播特性,分析了层状复合材料结构噪声的原理,给出了结构噪声一阶谐振频率的计算公式。研究了缺陷的低通滤波特性,分析了背散射信号的组成成分及其特点。第三章介绍了常用的超声检测信号频谱分析方法及其不足之处,分析了选取小波时频分析方法处理背散射信号的优点,深入分析了CMOR基小波的特性,选择了较佳的CMOR小波参数,介绍了背散射信号时频图像的意义。第四章介绍了本论文实验所采用的五自由度水浸式超声检测系统,提出了用区域划分的方法对碳纤维复合材料超声检测背散射信号进行时频分析,采用三维时频图像和纹理子图对背散射信号频率轮廓与系统噪声频率的变化趋势进行了分析。第五章选择了小波阈值去噪方法对远表面背散射信号去噪处理,针对背散射信号不同区域内缺陷的特征建立了不同的缺陷识别定位算法,通过实验验证了采用时频分析和缺陷定位方法对碳纤维复合材料微缺陷评估的可行性。第六章总结了全文的主要内容和研究成果,并对接下来的研究内容作了展望。