纤维金属层板具有优异的疲劳损伤容限、耐冲击性好、耐腐蚀性强、高阻燃性以及易加工成型等性能优势,己被广泛应用于航空航天、超音速飞行器、核动力、轨道交通等领域。纤维金属层板的制备条件复杂且服役环境恶劣,容易产生整体开裂、纤维固化不均匀甚至断裂、纤维与基体脱粘等缺陷,这些均会直接危害设备使用寿命、运行安全和可控性。红外热波无损检测技术具有安全高效、应用领域广泛、检测结果直观可见等优点,为纤维金属层板脱粘缺陷检测提供了一种新方法。本文从红外热波无损检测原理分析、有限元分析研究、检测试验系统的搭建、模拟缺陷制备、缺陷几何特征识别与判定、红外图像序列处理等关键技术开展了系统深入的研究。分析了在光脉冲热激励条件下,层板类构件内部结构的热流传递过程,以传热学、材料科学等相关理论为基础,通过分数阶傅里叶变换,建立了脉冲激励含缺陷半无限大多层板构件表面温度场分布的解析式和解析解;以纤维金属层板脱粘缺陷为研究对象,通过仿真分析获得了缺陷几何特征参数和检测参数对表面温度场的影响规律,探讨了脉冲红外热波成像技术检测纤维金属层板内部缺陷的能力。制备了纤维金属层板(S2玻璃纤维/6061-T4)脱粘缺陷试件;搭建了红外热波无损检测试验系统(样机),并开展了纤维金属层板缺陷红外热波无损检测试验研究;分析缺陷几何特征参数和检测参数对试件表面温度信号的影响规律,得到可实现纤维金属层板内部缺陷识别的检测参数范围。研究了脉冲红外图像序列处理算法,通过对试验图像序列重构,实现了试件表面温度信号特征信息提取;开发了用于纤维金属层板脱粘缺陷边缘识别的主成分分析-形态学算法处理程序,其边缘提取效果优于经典算子,实现了试件缺陷边缘识别。