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Pulse thermography is a non-destructive testing method based on infrared imaging of transient thermal patterns. Heating the surface of the structure under test for a short period of time generates a non-stationary temperature distribution and thus a thermal contrast between the defect and the sound material. Due to measurement noise, preprocessing of the experimental data is necessary, before reconstruction algorithms can be applied. We propose a decomposition of the measured temperature into Green's function solutions to eliminate noise.
Pulse thermography is a non-destructive testing method based on infrared imaging of transient thermal patterns. Heating the surface of the structure under test for a short period of time generates a non-stationary temperature distribution and thus a thermal contrast between the defect and the sound material. Due to measurement noise, preprocessing of the experimental data is necessary, before reconstruction algorithms can be applied. We propose a decomposition of the measured temperature into Green's function solutions to eliminate noise.
Da kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in anspruchsvollen sicherheitsrelevanten Einsatzgebieten wie im Automobilbau und in der Luftfahrt eingesetzt werden, besteht ein zunehmender Bedarf an zerstörungsfreien Prüfmethoden. Ziel ist die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Bauteile. Aktive Thermografieverfahren ermöglichen die effiziente Prüfung großer Flächen mit hoher Auflösung in wenigen Arbeitsschritten. Ein wichtiges Teilgebiet der Prüfungen ist die Ortung und Charakterisierung von Delaminationen, die sowohl bereits in der Fertigung als auch während der Nutzung eines Bauteils auftreten können, und dessen strukturelle Integrität schwächen. ;In diesem Beitrag werden CFK-Strukturen mit künstlichen und natürlichen Delaminationen mit Hilfe unterschiedlich zeitlich modulierter Strahlungsquellen experimentell untersucht. Verwendet werden dabei Anregungen mit Blitzlampen und mit frequenzmodulierten Halogenlampen. Mittels Filterfunktionen im Zeit- und Frequenzbereich wird das Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis (CNR) der detektierten Fehlstellen optimiert. Verglichen werden anschließend die Nachweisempfindlichkeit, das CNR und die Ortsauflösung der zu charakterisierenden Delaminationen für die unterschiedlichen Anregungs- und Auswertungstechniken. Ergänzt werden die Experimente durch numerische Simulationen des dreidimensionalen Wärmetransportes.
Carbon-fiber reinforced composites are becoming more and more important in the production of light-weight structures, e.g., in the automotive and aerospace industry. Thermography is often used for non-destructive testing of these products, especially to detect delaminations between different layers of the composite.
In this presentation, we aim at methods for defect reconstruction from thermographic measurements of such carbon-fiber reinforced composites. The reconstruction results shall not only allow to locate defects, but also give a quantitative characterization of the defect properties. We discuss the simulation of the measurement process using finite element methods, as well as the experimental validation on flat bottom holes.
Especially in pulse thermography, thin boundary layers with steep temperature gradients occurring at the heated surface need to be resolved. Here we use the combination of a 1D analytical solution combined with numerical solution of the remaining defect equation. We use the simulations to identify material parameters from the measurements.
Finally, fast heuristics for reconstructing defect geometries are applied to the acquired data, and compared for their accuracy and utility in detecting different defects like back surface defects or delaminations.
