感應激勵紅外熱像無損檢測技術研究.pdf

1、腐蝕和裂紋是飛行器主要的損傷模式，特別是薄壁、復雜曲面等金屬結構隱藏腐蝕、疲勞裂紋的檢測，是無損檢測技術面臨的難題。隨著現(xiàn)代航空科學技術的發(fā)展，飛行器壽命大大延長，腐蝕和裂紋對飛行器的運行安全的威脅這一問題也更加突出，復合材料等大量新材料的應用也使新世紀航空工業(yè)無損檢測面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。本文研究的感應激勵紅外熱像無損檢測技術，將傳統(tǒng)的感應渦流和紅外熱像檢測技術相結合，利用電渦流熱效應，用紅外熱像儀對感應渦流形成的溫度場成像，間接反映試件電

2、磁場分布，對解決上述問題具有重要價值。
　　本文從仿真計算和實驗分析兩方面對電磁感應激勵紅外熱像無損檢測方法進行研究。應用多物理場直接耦合有限元分析軟件COMSOL Multiphysics對電熱交互耦合這一復雜的物理過程進行建模分析，從理論角度探究試件中缺陷存在對感生電磁場分布的影響，建立了邊界裂紋、亞表面裂紋、不同角度形狀裂紋等計算模型，給出了不同缺陷形式下渦流場形成的溫度分布圖形，同時通過圖形分析試件表面熱量分布，歸納不同熱

3、圖分布下缺陷的存在形態(tài)；通過對不同材料、不同激勵頻率參數(shù)、不同激勵線圈及其提離對檢測結果的影響進行仿真計算對比分析，判斷材料、激勵參數(shù)以及激勵線圈對檢測結果可能的影響；搭建了由激勵源、計算機、紅外熱像儀、激勵線圈組成的電磁感應激勵紅外熱像無損檢測系統(tǒng)，根據(jù)檢測對象設計了多種形式的激勵線圈，對含有邊界裂紋的合金鋼平板、鋼軌裂紋、含有缺陷的異形金屬構件以及內含分層缺陷的碳纖維復合材料等進行了檢測實驗，并通過紅外圖像處理來識別材料缺陷。結果表