超声红外热像检测中缺陷发热的瞬态温度场的有限元分析

在超声红外热像技术中，高能量的超声波能使各种材料中的缺陷发热，通过红外热像仪监视样品的温度变化，可以观察到缺陷区在超声激发过程中温度异常升高，从而实现对样品的检测．利用有限元数值计算方法，对脉冲超声波在缺陷(裂纹)处激发的热源引起的瞬态温度场进行分析，计算结果与实验结果很好吻合，从而证明了超声波在缺陷处导致发热是一个平稳的物理过程，且超声红外热像技术对样品的检测是一个无损检测过程．还对材料热学参数与超声激发过程中缺陷中心温度的关系进行了数值分析，为利用红外热像研究材料的各种性质提供了参考依据．     

非接触超声红外热像技术在裂纹检测中的应用

非接触超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,可在无接触条件下实现对材料的检测。介绍了非接触超声红外热像技术的基本原理和特点,并利用非接触超声红外热像技术对一个碳纤维复合材料T形接头和预埋有裂纹缺陷的有机玻璃进行检测,检测出了表面和亚表面裂纹和材料棱角处冲击损伤导致的缺陷,该技术具有一定的检测能力。     

红外热像技术在无损检测中的应用研究进展

介绍了红外热像技术的工作原理及特点,对红外热像技术在材料内部缺陷检测、材料传热参数的检 测、结构内部损伤检测、建筑节能监测、建筑物饰面层粘贴质量的检测、建筑物渗漏检测中的研究进展作了 进行了分析和总结,展望了红外热像技术在无损检测中的应用前景．     

含曲率结构裂纹的超声红外热波检测数值仿真

针对含曲率结构中裂纹缺陷的检测,采用数值仿真方法研究了超声红外热波技术的可行性。建立不同曲率含有裂纹缺陷复合材料构件的有限元模型,在超声波的激励作用下,获得了构件表面温度分布图,实现了对裂纹缺陷的检测,并对比分析了构件的曲率对检测结果的影响。结果表明:超声热波方法可以应用于含曲率结构的裂纹缺陷检测,并且结构的曲率越大,检测结果越好。     

运用无损检测方法评价沥青混合料转运车的使用效果

本文对转运车使用与否两种工况，对12m、8.75m和6.25m三个不同摊铺宽度时的摊 铺效果分别进行检测，分别采用激光纹理构造深度仪对已碾压成型的沥青路面进行全幅检测， 比较分析表面均匀性；分别采用无核密度仪比较评价已碾压成型的沥青路面进行全幅检测， 比较分析内部均匀性；分别采用红外热像仪对松铺的热沥青混合料的温度拍摄红外热图，比 较分析温度均匀性。检测结果表明，使用转运车时表面无离析率大于不使用转运车时；使用 转运车时路面内部无离析率较不使用大；内部离析评价结果和红外热像均反映出使用转运车 改善离析的作用超过了一幅摊铺宽度偏大的影响，使用转运车减小温度离析作用明显。     

利用PVDF检测金属表面缺陷的实验研究

提出一种利用聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器检测激光超声的实验方法.将PVDF薄膜附着在微型柱状刀劈上,钳紧在特制的金属固定块上,引出两个电极,从而实现信号的声电转换.利用Nd:YAG脉冲激光器在金属铝板上激发声表面波,PVDF传感器固定在远场区域接收超声信号,并采用扫描激光线源技术,在线检测金属铝表面的微小缺陷.当激光源扫描至缺陷近场区域时,观察信号的幅度和频率特征,从而可以检测微小缺陷的位置,提取缺陷的有关信息.结果表明信号灵敏度高,适合观察声表面波,并可用于表面缺陷的检测.     

无损检测技术在土木工程中的应用

结构的无损检测是土木工程研究的新课题,它可以评价构件的允许负荷以及寿命或剩余寿命;检测在制造过程中产生的结构不完整性及缺陷情况;可以有效地防止建筑物的突然破坏。研究人员通过研究用于结构损伤识别的多传感器信息融合技术、神经网络技术、负荷响应技术、非接触超声换能技术等无损检测技术,对无损检测技术的未来发展进行了展望。     

基于超声热波方法的铝合金应力腐蚀裂纹检测与识别

针对飞行器结构中应力腐蚀裂纹的快速高效检测需求,采用超声红外热波方法进行了检测试验研究。在改进WOL铝合金材料应力腐蚀裂纹试件上,改变超声激励位置在裂纹尖端延伸方向并沿裂纹接触面的切线方向上、在裂纹尖端延伸方向并垂直于裂纹接触面上以及在试件开口延伸方向并垂直于裂纹接触面上,获得了不同激励位置下试件的表面温度场分布,通过提取裂纹方向上的线温,实现了对裂纹的定量识别。结果表明:超声红外热波技术能够快速准确地检测到铝合金应力腐蚀裂纹,将超声波激励源布置在裂纹尖端延伸方向并垂直于裂纹接触面上时,能够更好地激发裂纹缺陷。     

基于信号处理的胶接结构超声无损检测的研究

针对常规超声无损检测方法较难检测胶接缺陷和不能检测胶接强度的问题,本文将信号处理技术与超声无损检测技术结合起来,应用特征参数分析、模式识别和回归分析等现代信号处理技术解决胶接缺陷检测和胶接强度估计的问题.定义了两种新的特征参数——相位特征参数和复倒谱特征参数,研究结果表明这两种特征参数与胶接结构质量是密切相关的.胶接缺陷的平均识别率在80%以上,胶接强度的估计精度也令人满意.与信号处理技术相结合是超声无损检测技术的发展方向之一.     

先进复合材料超声无损检测新技术的应用

 针对航空航天高端装备制造与服役过程中复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测、快速检测、现场检测等问题,依托自主研制的新型超声检测系统开展实验研究,基于相控阵超声技术实现碳纤维增强树脂基复合材料L型构件R区孔隙、分层缺陷检测;基于空气耦合超声技术实现蜂窝夹芯复合材料脱黏缺陷检测;基于激光超声技术实现碳纤维树脂基复合材料孔隙、紧固孔分层检测及耐高温复合材料分层缺陷检测。分析了各项技术的关键问题、应用范围和发展方向。研究结果表明,应用超声无损检测新技术可以实现复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测和快速检测,并且可以现场应用。     

Experimental and Numerical Study on Infrared Thermal Wave Imaging

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＩｎｆｒａｒｅｄＴｈｅｒｍａｌＷａｖｅＩｍａｇｉｎｇＨｅＤｏｎｇｍｉｎｇ（何东明），ＺｈｕＤｅｚｈｏｎｇ（朱德忠），ＧｕＹｕｑｉｎ（顾毓沁）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭ...     

脉冲加热源的特性研究

脉冲加热源是我们实验室自行研制的脉冲加热红外热成像无损探伤系统的关键部分．本文通过一系列的实验首次研究了脉冲加热源的时间特性和空间特性，指出了影响时间特性和空间特性的主要因素，为该无损探伤系统进一步研究提供了可靠的实验数据     

功率超声激励非线性振动测试装置设计与实验研究

针对超声热成像检测中非线性振动问题,设计了激光探头夹持装置,构建了一套非接触式激测振系统,开展了功率超声激励下变幅杆振动特性响应试验,验证激光测振系统的有效性。在此基础上,开展了功率超声激励下试件振动特性影响试验,重点研究了耦合剂和粗糙度对振动特性的影响,结果表明：耦合剂能增强缺陷生热是因为提高了超声能量的传递效率,增大试件的振动幅值,促进了试件的振动,这也为超声热成像检测时选用适宜的耦合剂提供了一种试验途径。同时,一定程度的粗糙度可以起到类似耦合剂的作用,增强超声的能量传递,促进试件的振动。     

脉冲热源激励金属板材缺陷的红外热波检测

以含有盲孔缺陷的金属板材试件为研究对象,在闪光灯脉冲热源激励下对试件内部热流的传递过程进行了有限元仿真。在检测参数和分析参数给定条件下,利用脉冲红外热波检测系统测得试件表面最大对比度原始热图,应用FFT变换方法分析了原始热图序列的幅值图和相位图。结果表明,试件表面的最大温差越大,缺陷越容易检测,幅值图的信噪比较大而相位图的探测深度较深。该方法提高了脉冲红外热波检测技术的探测能力。     

基于红外成像技术的铝锂合金2198疲劳裂纹监测机制研究

红外成像技术提供了一种快速、非接触、全区域的表面温度监测手段。在超声疲劳试验中,大多数金属材料均具有明显的温度效应。将采用这种技术手段系统地对铝锂合金2198-T8材料在疲劳试验过程中的升温情况开展研究。结果表明,材料从试验开始到疲劳断裂现象的发生,试件表面温度通常要经历三个阶段:快速升温阶段、缓慢升温阶段和急剧升温阶段。快速升温阶段通常与施加应力的大小有关;施加应力和疲劳微裂纹萌生是缓慢升温阶段的主要影响因素;宏观裂纹的扩展以及裂纹面之间的碰撞和摩擦则可导致材料表面的急剧升温。验证了红外成像技术在探索疲劳失效规律问题上作为一种可靠技术手段的正确性。     

脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析

为了进行定量化的红外无损检测,全面考察脉冲加热－冷却的全过程,更准确地得到红外无损检测过程中各参数对缺陷检测的影响,通过三维有限元分析方法模拟了脉冲加热红外无损检测过程,分析了影响脉冲加热红外无损检测灵敏度的几个参数,找出了脉冲加热红外无损检测对比度变化的规律,为进一步进行定量化红外无损评价打下了基础。     

红外热成像无损探伤技术的应用研究

本文介绍了红外热成像无损探伤技术的基本原理和检测方法.采用该技术对机车车辆的一些部件进行了探伤,并给出了检测结果的红外热图像,表明该技术在铁路部门具有广阔的应用前景.     

GFRP层压板脱黏缺陷的红外脉冲热波成像检测

针对玻璃纤维增强塑料层压板脱黏缺陷的红外无损检测问题,首先制备了一种人工脱黏缺陷试样,采用红外脉冲热波成像检测技术对脱黏缺陷进行检测,分析了层压板脱黏区和非脱黏区的表面热信号瞬态响应过程,以图像信噪比和标准化对比度作为评价指标,定量对比了热信号重构、复调制Zoom-FFT、改进的独立分量分析和主分量分析4种热图重构算法在脱黏缺陷识别中的作用.在此基础上,提出基于热信号重构增强的主分量分析算法,并验证了该算法在脱黏缺陷识别中的作用.研究表明:4种热图重构算法均可提高层压板脱黏缺陷定量识别能力,其中以热信号重构对提高缺陷区与非缺陷区对比度最为显著,主分量分析对热图噪声的抑制能力最强,基于热信号重构增强的主分量分析能够显著提高深度分别为0.5mm、1.0mm、1.5 mm的脱黏缺陷定量识别能力.     

瞬时红外热成像检测刀具温度场

本文采用红外热成像技术检测了切削刀具温度分布,给出了多种工件材料、刀具材料及切削速度等条件下切削刀具的温度场;还研究了后刀面磨损量与刀具最高温度值及其分布特征之间的关系。试验表明:此技术可以快速、直观、非接触、较精确地在线实时无损监测切削温度,为选择最佳切削工艺参数、提高零件表面质量及刀具寿命提供依据。