碳纤维是一种既抗拉又柔软可加工的新型化工材料,是一种增强纤维。由碳纤维与其他基体物质复合而成的碳纤维复合材料有很好的比强度、比刚度、抗疲劳性、抗腐蚀性和减震性。凭借其优良特性,单向碳纤维复合材料在风电叶片制造、建筑补强和油田钻井抽油杆制造中备受关注。但是,碳纤维复合材料在使用或制造的过程中会出现纤维断裂和纤维弯曲等损伤,纤维断裂将大大降低碳纤维复合材料的抗拉强度,纤维弯曲则会导致碳纤维复合材料抗压强度的显著降低,严重时会威胁到结构的安全,因此对碳纤维复合材料结构进行无损检测显得意义重大。涡流检测作为五大常规无损检测方法之一,有其独特的优势,因此有必要研究利用涡流检测的方法对纤维断裂与纤维弯曲进行检测。碳纤维复合材料虽然有导电性,理论上可以通过涡流检测来实现缺陷的检测。但是,碳纤维复合材料导电性极其微弱,且呈电各向异性,这给涡流检测真正应用到碳纤维复合材料的检测中带来了很大的困难。目前关于碳纤维复合材料纤维断裂与纤维弯曲涡流检测的研究较少。本文提出了两种涡流检测方法分别用来检测单向碳纤维复合材料的纤维断裂和纤维弯曲缺陷。本文提出利用远场涡流探头来检测单向碳纤维复合材料纤维断裂缺陷。首先介绍远场涡流检测系统的搭建过程,包括探头的设计,工作频率的选取,各类仪器的选择等。然后,进行有限元分析,模拟用远场涡流探头扫查含有纤维断裂缺陷的单向碳纤维复合材料板,结果表明远场涡流探头可以检测出纤维断裂缺陷。接下来使用远场涡流检测系统对含有纤维断裂的单向碳纤维复合材料样板进行检测,发现远场涡流检测系统可以检测出纤维断裂缺陷,仿真结果与实验结果得到了相互验证。本文提出利用方向性探头来检测单向碳纤维复合材料纤维弯曲缺陷。首先介绍了检测系统的搭建过程,然后进行有限元分析,模拟用方向性探头扫查含有纤维弯曲的单向碳纤维复合材料板,结果表明方向性探头可以检测出纤维弯曲缺陷。随后,绕制了方向性探头,测试了探头对纤维角度的辨识能力,结果表明方向性探头对纤维角度有很强的辨识能力。最后,用方向性探头对含有纤维弯曲的单向碳纤维复合材料板进行了扫查,结果表明方向性探头能够检测出纤维弯曲缺陷。