Page 123 - 无损检测2025年第一期

孙淑义，等：

风电叶片复合材料的无损检测技术研究现状

3 复合材料无损检测方法及优缺点 技术检测，如声发射（AE）、非线性声学和超声波；
③ 光学技术检测，包括红外热成像（IRT）、太赫兹
无损检测（Nondestructive testing，NDT）是一
检测、数字图像相关（DIC）；④ 基于射线成像的技
种用于评估材料、零件或系统质量的技术，其特点
术检测，例如X射线/中子成像等； ⑤ 基于电磁场的
是在检测过程中不会对被检测对象造成永久性损 技术检测，如涡流检测、远场检测、磁粉检测和磁通
伤 [13] 。迄今为止，已经有许多基于不同原理的NDT 漏检测 [14] 。由于基于电磁场技术的检测方法仅限于
方法，无损检测技术的分类如图4所示。该技术可 导电材料，而复合材料电导率低且不均匀 [15] ，因此该
以分为以下 5 类：① 可视化检测；② 基于声波的 方法的介绍暂不赘述。

图 4 无损检测技术的分类
近年来，无损检测领域的研究热度逐渐上升，文 磨损、裂纹、划痕凹陷等情况；敲击法则是通过敲击
章使用Web of Science核心数据库，对2000—2023年 风电叶片材料表面，利用声音在叶片内部的传播差
发表的文章进行了检索，观察复合材料领域各种无 异特性来寻找缺陷。
损检测技术的研究趋势，检索结果如图5所示。超 VI方法具有快速、经济等优点，在宏观缺陷的
声技术在复合材料上的应用历史悠久，目前仍然保 检测方面尤为有效。然而，其也存在一些缺点，比如
持相对稳定的活跃状态，但随着设备制造、采集技 灵敏度有限、主观性较高，无法准确判断内部缺陷的
术、计算能力、成像处理方面的显著发展，热成像技 位置和类型等。因此，VI方法通常用于检测风电叶
术（IRT)、数字图像相关（DIC）和基于射线成像等 片表面的宏观缺陷。
技术在复合材料NDT领域的应用迅速增加。 3.2 声发射技术
叶片内部的损伤会导致局部瞬时的弹性能量
变化，释放应力波，进而引发纤维断裂、基体开裂、
解键和剥离等情况 [16] 。声发射（Acoustic emission，
AE）无损检测技术通过一系列高灵敏度的传感器来
检测和追踪突然释放的应力波，从而达到检测材料
缺陷的目的，其原理示意如图6所示 [17] 。

图 5 2000—2023 年各种无损检测方法及其在复合材料 /
结构中应用的发表文章数量
3.1 可视化检测
可视化检测（Visual inspection，VI）是最基本的
NDT检测技术，其中目视法与敲击法均可用于对风 图 6 AE 法检测原理示意
电叶片缺陷的无损检测。目视法主要利用肉眼、放 AE方法具有以下特点：① 信号源来自于测试
大镜或内窥镜对叶片表面进行检测，观察其是否有 样品而非外部源（与其他NDT方法不同）；② 通常
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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测