蜂窝夹层结构是复合材料领域的重要结构形式之一,因其具有缓振、透微波、比强度高、耐冲击等优点,目前已被广泛应用于舰船、航天器等领域。由于蜂窝夹层结构制作工艺复杂,服役环境恶劣,易产生分层、积水等缺陷,严重影响材料性能,存在巨大安全隐患,因此实现缺陷的可靠检测至关重要。线性调频红外热波检测技术可一次性检测不同类型、不同深度的缺陷,为GFRP/Nomex蜂窝夹层结构缺陷检测提供了一种新方法。本文从蜂窝夹层结构线性调频红外热波检测理论与仿真、线性调频检测试验研究、热图序列处理算法、缺陷识别及边缘提取等方面开展研究。分析了线性调频激励蜂窝夹层结构传热理论,并建立传热模型;通过数值模拟探究了缺陷几何特征和Chirp检测工艺参数对试件表面温度信号的影响规律,探讨了线性调频红外热波检测技术对蜂窝内部缺陷检测的可行性。搭建线性调频红外热波检测系统,实现了GFRP/Nomex蜂窝夹层结构缺陷的有效检测;通过试验研究,探究不同缺陷类型及几何尺寸、检测工艺参数等对缺陷检测效果的影响规律,并与数值模拟对比验证了传热模型的正确性,得出合理的检测参数范围。应用帧间差分-多帧累加平均法、多项式拟合法、傅里叶变换法、主分量分析法、总谐波失真法、热信号重构法对图像序列进行处理,定义信噪比并对各算法处理效果进行评价,结果表明,主分量分析法在保持较高处理效率情况下,提供了优异的缺陷识别效果,可作为图像序列处理优先选用的方法。开展了GFRP/Nomex蜂窝夹层结构缺陷边缘提取方法的研究,采用基于自适应滤波-双阈值分割-Canny算子、基于线性变换-OTSU分割-Canny算子、基于线性变换-超像素分割-Canny算子三个边缘检测混合算法,实现了脱粘和积水缺陷边缘的同时检测;采用基于区域生长法-Canny算子混合算法,实现了积冰缺陷边缘的有效提取。研究了基于边缘检测图像的缺陷面积预测方法,实现了蜂窝夹层结构脱粘、积水、积冰缺陷面积的预测,其中,脱粘缺陷面积预测误差最小为0.8%;积水缺陷面积预测误差最小为2.3%;积冰缺陷面积预测误差范围在2%～10.1%左右。该论文有图93幅,表24个,参考文献95篇。