感應(yīng)激勵紅外熱像無損檢測技術(shù)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(fù)雜曲面等金屬結(jié)構(gòu)隱藏腐蝕、疲勞裂紋的檢測，是無損檢測技術(shù)面臨的難題。隨著現(xiàn)代航空科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，飛行器壽命大大延長，腐蝕和裂紋對飛行器的運(yùn)行安全的威脅這一問題也更加突出，復(fù)合材料等大量新材料的應(yīng)用也使新世紀(jì)航空工業(yè)無損檢測面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文研究的感應(yīng)激勵紅外熱像無損檢測技術(shù)，將傳統(tǒng)的感應(yīng)渦流和紅外熱像檢測技術(shù)相結(jié)合，利用電渦流熱效應(yīng)，用紅外熱像儀對感應(yīng)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(shí)驗(yàn)分析兩方面對電磁感應(yīng)激勵紅外熱像無損檢測方法進(jìn)行研究。應(yīng)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(fù)雜的物理過程進(jìn)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(jié)果的影響進(jìn)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(jié)果可能的影響；搭建了由激勵源、計算機(jī)、紅外熱像儀、激勵線圈組成的電磁感應(yīng)激勵紅外熱像無損檢測系統(tǒng)，根據(jù)檢測對象設(shè)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(gòu)件以及內(nèi)含分層缺陷的碳纖維復(fù)合材料等進(jìn)行了檢測實(shí)驗(yàn)，并通過紅外圖像處理來識別材料缺陷。結(jié)果表