目前复合材料已被广泛应用于航空领域。通常采用红外热波检测技术对其内部缺陷进行检测。通过对获取的红外热波图像序列进行处理，可以精确、定量地获取复合材料的缺陷信息。基于红外热波检测技术的需求，对国内外关于复合材料红外热波图像序列的多种处理技术进行了分析与比较，综述了这些技术的研究及应用情况，展望了该领域今后的发展方向，从而为红外热波图像序列处理技术的选择提供一定的依据。

利用ANSYS有限元仿真与试验研究了脉冲红外热波检测技术的影响因素。以玻璃钢、碳纤维及热障涂层三种材料为例进行了仿真, 重点研究了环境、被测材料自身缺陷等因素对脉冲红外热波检测的影响, 并对玻璃钢和碳纤维两种材料的检测能力进行了判定。对碳纤维和玻璃钢材料进行了试验, 研究了实验条件对检测效果的影响, 并给出了玻璃钢和碳纤维两种材料的最佳实验参数。

针对热障涂层制备过程中的厚度评估问题, 通过数值模拟手段研究了光脉冲激励下制备在镍基高温合金上不同厚度的NiCrAlY涂层表面热波瞬态响应规律; 在此基础上分析了表面热波相位特征随涂层厚度的变化规律, 结果表明特定频率范围的热波相位特征与涂层厚度具有近似线性对应关系, 但不同涂层厚度之间的相位差绝对值较小, 不利于厚度定量评价; 为提高不同厚度涂层之间的热波相位差, 提出采用小波分解第二层细节系数对涂层表面热波进行重构, 重构热波相位差比原始热波提高了约500倍, 有利于提高涂层厚度评价的准确率; 最后采用试验手段验证了模拟结果的准确性。

为了消除超声热波检测中的驻波现象对检测结果的不利影响，运用数值仿真方法研究了构件在超声激励下的振动特性和声混沌现象。首先，通过建立含裂纹损伤的复合材料构件的有限元模型，研究了不同激励频率条件下构件的驻波共振模态，发现构件在超声谐波激励下的响应仍是谐波，且响应频率与激励频率相同，容易产生驻波共振。然后，通过改进仿真模型，分析了声混沌对检测结果的影响，结果表明：在相同激励频率条件下，声混沌的产生能够消除驻波，更有助于提高复合材料构件损伤处的表面温差，并且随着激励频率的增加，声混沌现象出现的概率也增加。实际检测过程中，可据此改善检测条件提高检测能力。

脉冲红外热波检测是一种新兴的无损检测技术，通常采用反射型激励方式。针对反射法缺陷深度检测误差大的不足，系统分析了透射法的红外脉冲热波定量检测缺陷深度。通过分析材料在脉冲热激励下的一维热传导模型，探讨了缺陷深度的红外测量原理。利用表面温度一阶微分峰值时间法建立特征时间与缺陷深度的关系，实现对缺陷深度的定量检测。以PVC板人工楔形槽缺陷为例，采用透射法与反射法对比实验分析缺陷深度的测量误差。结果表明，反射法在对缺陷进行定量计算时需要选取参考区域，而透射法对数据的处理不依赖参考区域，避免参考区域所带来的误差。透射法直接加热缺陷面，响应时间短，通过求解缺陷处的特征时间计算缺陷深度，检测精度得到大幅度提高。

采用小波变换方法对复合材料红外热波检测的图像增强进行研究。先对小波变换图像增强的原理进行介绍,将其分为初始化、分解、非线性增强和重构等4个步骤。然后对检测图像进行3层小波分解。随后,分别对3层分解系数进行增强处理,并通过阀值分割的方法对比增强效果,结果表明,对第2层分解系数进行增强处理的效果最佳。最后将最终增强处理图像与原图进行对比,证明了该方法的有效性,为复合材料的热波检测图像增强找到一种有效方法。