留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析

张金玉 孟祥兵 杨正伟 王冬冬 陶胜杰

张金玉, 孟祥兵, 杨正伟, 王冬冬, 陶胜杰. 红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 6-11.
引用本文: 张金玉, 孟祥兵, 杨正伟, 王冬冬, 陶胜杰. 红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 6-11.
Zhang Jinyu, Meng Xiangbing, Yang Zhengwei, Wang Dongdong, Tao Shengjie. Numerical simulation and analysis of lock-in thermography for thickness measurement of coating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 6-11.
Citation: Zhang Jinyu, Meng Xiangbing, Yang Zhengwei, Wang Dongdong, Tao Shengjie. Numerical simulation and analysis of lock-in thermography for thickness measurement of coating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 6-11.

红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析

基金项目: 

国家自然科学基金(51275518,51305447);陕西省自然科学基金(2013JM7021)

详细信息
    作者简介:

    张金玉(1964-),男,副教授,研究生导师,博士后,主要从事热波无损检测、智能故障诊断方面的研究。Email:mejyzhang@163.com

    通讯作者: 杨正伟(1982-),男,讲师,博士,主要从事热波无损检测、智能故障诊断方面的研究。Email:yangzhengwei1136@163.com
  • 中图分类号: TN219

Numerical simulation and analysis of lock-in thermography for thickness measurement of coating

  • 摘要: 在传热学基础上建立了涂层的三维瞬态导热模型,利用ANSYS 仿真软件对施加有正弦规律变化热流密度的涂层试件进行有限元分析;运用两次加载、减法处理的方法有效克服了常量和环境因素带来的影响,然后讨论了数据拟合求相位的方法;改变加载频率,得到了多组涂层厚度与相位的定量关系曲线,从理论计算的角度揭示涂层厚度和相位及加载频率的定量关系;最后利用曲线中的线性线段,总结确定了涂层厚度与相位的定量关系,为利用锁相法对涂层厚度进行精确测量提供了理论依据。
  • [1] Chen Lin, Yang Li, Fan Chunli, et al. Numerical simulation and comparative study of infrared technology for nondestructive testing [J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2330-2335.(in Chinese)
    [2]
    [3] Guo Xingwang, Vavilov V, Guo Guangping, et al. Modeling and image processing in infrared thermographic NDT of composite materials [J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2004, 30(4): 363-369.(in Chinese)
    [4]
    [5]
    [6] Busse G, Wu D, Busse W G, et al. Thermal wave imaging with phase sensitive modulated thermography [J]. Journal of Applied Physics, 1992, 71: 33962-3965.
    [7]
    [8] Marinetti S, Robba D, Cernuschi F, et al. Thermographic inspection of TBC coated gas turbine blades discrimination between coating over-thicknesses and adhesion defeats [J]. Infrared Physics Technology, 2007, 49(3): 281-285.
    [9] Zhang Jinyu, Xu Wei, Zhang Wei, et al. A novel compression algorithm for infrared thermal sequence based on K-means method [J]. Infrared Physics Technology, 2014, 64(5): 18-25.
    [10]
    [11]
    [12] Zhang Jinyu, Meng Xiangbing, Xu Wei, et al. Research on the compression algorithm of the infrared thermal image sequence based on differential evolution and double Exponential Decay Model [J]. The Scientific World Journal, 2014,(10):601506.(in Chinese)
    [13]
    [14] Guo Xingwang, Ding Mengmeng. Simulation of thermal NDT of thickness and its unevenness of thermal barrier coating[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2010, 31(1): 198-203.(in Chinese)
    [15]
    [16] Chen Lin, Yang Li, Fan Chunli, et al. Numerical simulation of lock-in thermograpy for infrared nondestructive testing[J]. Infrared Technology, 2013, 35(2): 119-122.(in Chinese)
    [17]
    [18] Liu Junyan, Dai Jingmin, Wang Yang. Theory and experiment of IR lock-in thermography with sequence processing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(2): 346-351.(in Chinese)
    [19] Liu Junyan, Dai Jingmin, Wang Yang. Thermal wave detection and defect depth measurement based on lock-in thermography [J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(1): 37-44.(in Chinese)
    [20]
    [21]
    [22] Feng Lichun, Tao Ning, Xu Chuan. Lock-in thermography and its application in nondestructive evaluation [J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(6): 1121-1123.(in Chinese)
    [23]
    [24] Guo Xingwang, Li Ransheng, Ding Mengmeng. Simulating modulated thermography of cladding debond in solid rockets[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2011, 47(2): 10-12. (in Chinese)
    [25] Sargent J P, Almond D P, Gathercole N. Thermal wave measurement of wet paint film thickness [J]. Journal of Material Science, 2006, 41(2): 333-339.
    [26]
    [27]
    [28] Bento A C, Brown S R, Almond D P, et al. Thermal wave nondestructive thickness measurement of hydroxyapatite coating applied to prosthetic hip stems [J]. Journal of Materials Science: Material in Medicine, 1995, 6(6): 335-339.
    [29] Patel P M, Almond D P. Thermal wave testing of plasma-sprayed coatings and a comparison of the effects of coating microstructure on the propagation of thermal and ultrasonic waves[J]. Journal of Material Science, 1985, 20(3): 955-966.
  • [1] 刘卫平, 吕玉伟, 吴丽雄, 韦成华, 王家伟, 韩永超, 张爽.  玻璃钢激光烧蚀碳化致微波传输衰减的数值模拟 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210137-1-20210137-7. doi: 10.3788/IRLA20210137
    [2] 李紫慧, 王续跃.  层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206008-1206008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
    [3] 李丹梦, 金伟其, 李力, 鲁啸天, 裘溯.  水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1126004-1126004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
    [4] 李紫慧, 王续跃.  金属复合板激光弯曲过程中翘曲变形数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506004-0506004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0506004
    [5] 彭进, 张文洁, 王星星, 郭国全, 张芙蓉.  焊丝熔化填充方式对激光焊接熔池影响的数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 306005-0306005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0306005
    [6] 李盾, 宁禹, 吴武明, 孙全, 杜少军.  旋转相位屏的动态大气湍流数值模拟和验证方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211003-1211003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1211003
    [7] 于学丽, 丁双红, 贾海旭, 辛磊.  主动调Q腔内和频拉曼激光器的数值模拟 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906001-0906001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906001
    [8] 高铁锁, 江涛, 丁明松, 董维中, 刘庆宗.  高超声速拦截弹绕流红外辐射特性数值模拟 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1204001-1204001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1204001
    [9] 鞠恒, 林成新, 张佳琪, 刘志杰.  Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层残余应力模拟与测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017009-1017009(10). doi: 10.3788/IRLA201777.1017009
    [10] 王宇飞, 达争尚.  径向剪切干涉波面重构的数值模拟分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 317001-0317001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0317001
    [11] 刘家琛, 唐鑫, 巨永林.  微型红外探测器组件快速冷却过程数值模拟分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 816-820.
    [12] 戴毅斌, 樊玉杰, 李明尧, 刘晓宇, 蒋彭胜, 殷开婷.  多点激光微冲击成形的数值模拟研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 50-56.
    [13] 常金勇, 强希文, 胡月宏, 宗飞, 李志朝, 封双连.  激光传输光束抖动效应的数值模拟 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 46-49.
    [14] 崔文达, 杜少军.  角谱传输数值模拟中参数优化分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2935-2940.
    [15] 许兆美, 刘永志, 周建忠, 蒋素琴, 王庆安, 汪通, 洪宗海.  基于生死单元的激光铣削温度场数值模拟与验证 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1755-1760.
    [16] 陈林, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣.  线性调频激励的红外无损检测及其数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1385-1389.
    [17] 孙杜娟, 胡以华, 李乐.  气溶胶“沉降—扩散”联合动态数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 449-453.
    [18] 唐力铁, 于志闯, 赵乐至, 尹飞, 郭士波, 谈斌.  DF/HF化学激光器喷管总压损失的数值模拟 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1194-1197.
    [19] 陈林, 杨立, 范春利, 王为清, 吕事桂.  红外无损检测的数值模拟及其对比性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2330-2335.
    [20] 赵思思, 叶征宇, 王智勇.  光纤激光阵列自组织相干合成的性能研究 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 63-68.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  277
  • HTML全文浏览量:  45
  • PDF下载量:  187
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-05
  • 修回日期:  2014-06-10
  • 刊出日期:  2015-01-25

红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析

    作者简介:

    张金玉(1964-),男,副教授,研究生导师,博士后,主要从事热波无损检测、智能故障诊断方面的研究。Email:mejyzhang@163.com

    通讯作者: 杨正伟(1982-),男,讲师,博士,主要从事热波无损检测、智能故障诊断方面的研究。Email:yangzhengwei1136@163.com
基金项目:

国家自然科学基金(51275518,51305447);陕西省自然科学基金(2013JM7021)

  • 中图分类号: TN219

摘要: 在传热学基础上建立了涂层的三维瞬态导热模型,利用ANSYS 仿真软件对施加有正弦规律变化热流密度的涂层试件进行有限元分析;运用两次加载、减法处理的方法有效克服了常量和环境因素带来的影响,然后讨论了数据拟合求相位的方法;改变加载频率,得到了多组涂层厚度与相位的定量关系曲线,从理论计算的角度揭示涂层厚度和相位及加载频率的定量关系;最后利用曲线中的线性线段,总结确定了涂层厚度与相位的定量关系,为利用锁相法对涂层厚度进行精确测量提供了理论依据。

English Abstract

参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回