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目的： 提出一种针对碳纤维复合材料层压板钻孔分层缺陷的新型无损检测方法一激光超声无损检测，通过对钻孔分层缺陷的定位、定量检测，验证激光超声检测技术在碳纤维复合材料层压板钻孔分层检测中的应用可行性，同时引入钻孔质量的评价指标，完成钻孔质量与可靠性评价。方法： 采用热压罐成型工艺，以HT3高强型碳纤维为增强材料、NY9200G环氧树脂体系材料为基体，制备钻孔碳纤维复合材料层压板试样。采用先进钻孔技术在复合材料层压板试样中加工3处圆形通孔，其中1号钻孔由粗加工钻孔工艺实现，在钻头出口位置的近孔边缘处肉眼可见多处分层缺陷；2、3号钻孔由精加工钻孔工艺实现，分层较小。采用激光超声无损检测方法对试样进行C型成像检测，当脉冲激光辐照到材料表面时，材料吸收光能而温度升高，如果温度升高至材料的热弹阈值，照射区会因热膨胀而产生应力脉冲，应力脉冲同时以纵波、横波和表面波的形式向固体内部或沿表面传播即形成超声波。在试样中传播的超声波遇到分层缺陷时，会产生超声回波，通过激光干涉测量仪的连续激光束在材料表面直接完成超声波与超声回波的检测，即可对缺陷的位置和特征进行判断。由于激光光束直径可以聚焦到微米量级，因此可以在复合材料钻孔边缘处达到很高的检测灵敏度与分辨率，并使超声波的传播过程不受耦合介质的影响，有效避免由近孔边缘处声波的透射、衍射效应导致的检测盲区。本文通过研究热弹性激发条件下脉冲激光在复合材料中产生超声波的宽频带特性，分析近孔边缘分层界面对声传播规律的影响，得出钻孔区域内部分层缺陷的反射、透射声信号特征，分别采用脉冲反射法和透射法进行激光超声C型成像检测，得出CFRP层压板钻孔边缘的分层情况，最后获得分层缺陷的形貌和尺寸特征。结果： 得出了激光在碳纤维复合材料层压板内部激发的超声波的声学特性，分析了近孔边缘分层界面对声传播规律的影响，得出钻孔区域内部分层缺陷的反射、透射A型声信号，通过对信号特征的分析得出钻孔分层的激光超声检测表征规律，得出钻孔分层试样的反射、透射C型检测结果，同时引入钻孔分层评价指标，完成对钻孔质量的定量评价。结论： 当脉冲激光功率密度在一定范围内(本材料105-106W/cm2)时，材料不会被灼伤，材料热弹性激发将产生具有宽频带特性的超声波信号，经带通滤波及噪声抑制处理提炼具有良好信噪比和检测灵敏度的超声信号；并且由于激光光束直径可以聚焦到微米量级，因此在复合材料钻孔边缘处也可以达到很高的检测灵敏度与分辨率，并使超声波的传播过程不受耦合介质的影响，有效避免由近孔边缘处声波的透射、衍射效应导致的检测盲区，达到对复合材料层压板钻孔分层缺陷的高精度定位、定量检测。