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超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性

冯辅周 闵庆旭 朱俊臻 徐超 曹维

冯辅周, 闵庆旭, 朱俊臻, 徐超, 曹维. 超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(7): 704004-0704004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0704004
引用本文: 冯辅周, 闵庆旭, 朱俊臻, 徐超, 曹维. 超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(7): 704004-0704004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0704004
Feng Fuzhou, Min Qingxu, Zhu Junzhen, Xu Chao, Cao Wei. Heating characteristics of metal fatigue crack in ultrasonic IR lock-in thermography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(7): 704004-0704004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0704004
Citation: Feng Fuzhou, Min Qingxu, Zhu Junzhen, Xu Chao, Cao Wei. Heating characteristics of metal fatigue crack in ultrasonic IR lock-in thermography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(7): 704004-0704004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0704004

超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0704004
基金项目: 

无损检测教育部重点实验室开放基金(ZD201529007)

详细信息
    作者简介:

    闵庆旭(1988-),男,博士生,主要从事红外热像无损检测技术方面的研究。Email:minqingxu2011@163.com

  • 中图分类号: TN219

Heating characteristics of metal fatigue crack in ultrasonic IR lock-in thermography

  • 摘要: 超声红外锁相热像技术是一种将调制激励和锁相技术应用于红外热像检测的新型无损检测技术。针对缺陷生热及传热研究中存在的摩擦生热过程难以有效模拟、缺陷内部生热机理不清等理论问题,采用电-力类比方法,建立了含疲劳裂纹金属平板与超声激励系统的有限元模型,研究了调制超声激励下裂纹区域和裂纹面的生热特点,结果表明:在调制超声激励下,裂纹区域生热呈现出周期性上升的特点,因预紧力的作用,靠近激励同侧的裂纹面区域生热更明显。基于仿真分析和Green函数,建立了裂纹摩擦生热的传热理论模型,进一步探究了裂纹区域温度分布规律;最后利用被测平板上下表面温度比值(P值)对热源深度进行了估计,证明了仿真结果与理论计算的一致性。研究成果将进一步丰富超声红外锁相热像技术的理论基础。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-05
  • 修回日期:  2016-12-03
  • 刊出日期:  2017-07-25

超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0704004
    作者简介:

    闵庆旭(1988-),男,博士生,主要从事红外热像无损检测技术方面的研究。Email:minqingxu2011@163.com

基金项目:

无损检测教育部重点实验室开放基金(ZD201529007)

  • 中图分类号: TN219

摘要: 超声红外锁相热像技术是一种将调制激励和锁相技术应用于红外热像检测的新型无损检测技术。针对缺陷生热及传热研究中存在的摩擦生热过程难以有效模拟、缺陷内部生热机理不清等理论问题,采用电-力类比方法,建立了含疲劳裂纹金属平板与超声激励系统的有限元模型,研究了调制超声激励下裂纹区域和裂纹面的生热特点,结果表明:在调制超声激励下,裂纹区域生热呈现出周期性上升的特点,因预紧力的作用,靠近激励同侧的裂纹面区域生热更明显。基于仿真分析和Green函数,建立了裂纹摩擦生热的传热理论模型,进一步探究了裂纹区域温度分布规律;最后利用被测平板上下表面温度比值(P值)对热源深度进行了估计,证明了仿真结果与理论计算的一致性。研究成果将进一步丰富超声红外锁相热像技术的理论基础。

English Abstract

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