恒定熱流持續(xù)加熱紅外熱像檢測數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、在工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測與診斷領(lǐng)域，紅外熱像檢測已成為建筑構(gòu)件內(nèi)部缺陷檢測的有效方法。由定性檢測走向定量檢測是當(dāng)前紅外熱像檢測方法發(fā)展趨勢，本文的主要工作是為房屋建筑紅外熱像檢測定量化而進(jìn)行的基礎(chǔ)性研究。 本文首先對持續(xù)加熱條件下多層復(fù)合介質(zhì)一維熱傳導(dǎo)的溫度分析解用拉普拉斯變換法進(jìn)行了求解，得到帶有可用來模擬缺陷區(qū)域溫度分布的一維分析解。然后分別用一維有限差分方法和三維有限元方法對恒定熱流持續(xù)加熱條件下有內(nèi)部空洞缺陷的混凝土構(gòu)件的熱傳

2、導(dǎo)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到有不同參數(shù)缺陷試件的表面溫度及對比度變化，發(fā)現(xiàn)在持續(xù)加熱條件下缺陷表面溫度差峰值及其時間與缺陷深度存在與脈沖紅外熱像檢測相類似的對應(yīng)關(guān)系。為了對數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行驗證，進(jìn)行了帶不同缺陷的混凝土構(gòu)件在人工恒定熱流持續(xù)加熱下紅外熱像缺陷檢測實驗，得到混凝土板內(nèi)部缺陷參數(shù)對表面溫度、對比度變化的影響。實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果的對比表明三維有限元方法是進(jìn)行建筑構(gòu)件紅外熱像檢測模擬的有效方法。在三維有限元數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，本

3、文分析了各參數(shù)對溫度差峰值及時間的影響，進(jìn)而提出基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理的關(guān)于缺陷深度的反問題的求解方法，并得到了較好的結(jié)果。 最后，聯(lián)系房屋建筑紅外熱像缺陷檢測的實際工程，對紅外檢測中建筑墻體與環(huán)境的熱交換過程及各環(huán)境因素對紅外檢測效果的影響進(jìn)行了的分析，提出了墻體紅外檢測的傳熱學(xué)模型。用三維有限元數(shù)值模擬方法分析了太陽輻射強(qiáng)度對不同朝向墻面飾面層空鼓檢測效果的影響，與實際檢測工程相比較，提出不同朝向采取不同的最佳檢測時間的方法。