All-optical laser ultrasonic technique for imaging of subsurface defects in carbon fiber reinforced polymer (CFRP) using an optical microphone

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作者
Peng Song,Junyan Liu,Zhijie Li,Siyuan Wu,Xiaogang Sun,Honghao Yue,Michael Pawlak
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:131 (16) 被引量:10
标识
DOI:10.1063/5.0087304
摘要

Defects, such as delamination and debonding, are critical to the performance of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) composites. In recent years, non-destructive testing techniques have been improved for the inspection of these defects among CFRPs. In this study, an all-optical and non-destructive laser ultrasonic technique with an optical microphone detection module has been presented to detect the artificial subsurface defects among the CFRP composites. A finite element simulation based on the thermo-mechanical coupling model was used to study the process of nanosecond pulsed laser excitation of the CFRP laminate to produce ultrasound and the propagation behavior of ultrasound among the CFRP laminate. A series of non-contact laser ultrasonic testing experiments were carried out to study the flat bottom holes of different sizes via a laser ultrasonic detection system. The artificial subsurface defects were reliably identified by the presented all-optical laser ultrasonic system imbedded in the optical microphone using four feature images.
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