無損檢測是在不破壞被檢對(duì)象的前提下,可以對(duì)被檢對(duì)象內(nèi)部及表面的構(gòu)造、物理性質(zhì)和狀態(tài)進(jìn)行檢測。該技術(shù)對(duì)于保障產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全服役等方面具有重大意義。渦流脈沖熱成像檢測技術(shù)（Eddy Current Pulsed Thermography,ECPT）是一種新興的瞬態(tài)渦流檢測技術(shù)。因其具有頻譜寬,靈敏度高,檢測速度快,檢測面積大,易于定量計(jì)算等優(yōu)點(diǎn),所以該技術(shù)在金屬材料的無損檢測與評(píng)估中具有良好的應(yīng)用。目前有關(guān)于脈沖渦流熱成像檢測技術(shù)的研究中,大多數(shù)都是針對(duì)于熱圖像中缺陷的識(shí)別和增強(qiáng)。因此,本文立足于脈沖渦流熱成像檢測技術(shù),針對(duì)于被檢試件的表面裂紋,探究溫度分布與裂紋深度之間的關(guān)系。此外,結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺,從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的角度來設(shè)計(jì)裂紋缺陷邊界檢測和定位算法,進(jìn)而對(duì)裂紋缺陷的寬度,長度進(jìn)行檢測,為工業(yè)中缺陷量化的應(yīng)用提供參考。本文的研究內(nèi)容如下:1)不同深度的裂紋缺陷建模仿真和分析。通過對(duì)被檢對(duì)象進(jìn)行建模,使用有限元分析法求解模型溫度的收斂值,可以深入探究影響試件表面溫度場分布的影響因素。通過組內(nèi)對(duì)比分析,對(duì)裂紋缺陷的深度和亞表面缺陷的埋藏深度與熱特征分布之間的定性關(guān)系進(jìn)行了研究。2)裂紋缺陷的... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

缺陷區(qū)域溫度異常示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10式中，(,)bT代表黑體的吸收率；(,)bMT代表了黑體的輻射出射度；因?yàn)樵诤隗w中，(,)bT=1，所以，比例系數(shù)就等于黑體的對(duì)外輻射出射度。斯特藩-玻爾茲曼定律指出一個(gè)黑體表面單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的總功率（稱為物體的輻射度或能量通量密度）j*與黑體本身的熱力學(xué)溫度T（又稱絕對(duì)溫度）的四次方成正比。并且為了使黑體輻射定律能夠適用于實(shí)際物體，引入了一個(gè)輻射系數(shù)。該系數(shù)隨物體的表面狀態(tài)和材料性質(zhì)發(fā)生變化，公式如2-18：=4sbJT(2-17)(,)=(,)bMTMT(2-18)式中，sb代表斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)；代表輻射系數(shù)；代表熱力學(xué)溫度。當(dāng)被測試件表面存在缺陷時(shí)，就會(huì)擾亂溫度場，進(jìn)而對(duì)紅外輻射造成影響。紅外熱像儀通過捕捉輻射出來的熱量，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為溫度信息分布在被測試件的表面，并且使用不同的顏色來劃分。最終我們就會(huì)得到一個(gè)溫度圖像序列，記錄了溫度信息在時(shí)間和空間上的瞬態(tài)變化。2.3渦流脈沖熱成像的成像模式按照感應(yīng)線圈和紅外熱像儀位置分類，ECPT實(shí)驗(yàn)的檢測方式可分為反射模式和穿透模式。反射模式指的是紅外熱像儀和感應(yīng)線圈分布在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的同一側(cè)。穿透模式指的是紅外熱像儀和感應(yīng)線圈分布在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的兩側(cè)。如圖2-3所示：圖2-3渦流脈沖熱成像成像模式圖根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于渦流脈沖熱成像檢測技術(shù)在鐵磁性材料中的研究，一般來說，可以將缺陷歸納為四種位置上的缺陷：1）表面缺陷。主要根據(jù)渦流場的擾動(dòng)來檢測，特別是與渦流流動(dòng)方向相垂直的缺陷；同時(shí)，也可以依靠橫向熱傳導(dǎo)來檢測缺陷，特別是平行于渦流場方向的缺陷；2）亞表面缺陷。這類缺陷靠近實(shí)驗(yàn)

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18圖3-1圓柱形實(shí)驗(yàn)鍛件的有限元分割示意圖第三步：總裝求解。將所有離散單元總裝成完整離散域的總矩陣方程。總裝是在相鄰有限元之間進(jìn)行。聯(lián)合方程組的求解可用迭代法和直接法。求解的結(jié)果是有限元結(jié)點(diǎn)處狀態(tài)變量的近似值。第四步：處理驗(yàn)證。經(jīng)過求解之后可以得到大量的數(shù)據(jù)。之后我們可以利用軟件進(jìn)行繪圖，直觀的觀察所研究對(duì)象的表面和內(nèi)部的溫度以及磁場的分布，用來進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)也相當(dāng)方便。此外，我們還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出，使用一些數(shù)據(jù)處理方法來進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。根據(jù)上面的闡述可以看到。對(duì)于有限元分析來說，我們所做的就是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確，合適的建模，以及材料屬性和邊界條件的設(shè)置。這一步需要不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)參數(shù)的調(diào)試，來得到較為理想的結(jié)果，這也是最關(guān)鍵的一步。這將直接影響到求解結(jié)果的速度和結(jié)果是否精確。3.2不同深度的表面缺陷仿真分析3.2.1含有不同深度表面缺陷的段件模型建立本小節(jié)針對(duì)被測試件表面的不同深度的缺陷來進(jìn)行有限元仿真分析。所研究對(duì)象為一截圓柱形的鐵磁性鍛件，通過線圈繞鍛件一周可以有效地減少由于提離距離不均所帶來的影響。使用COMSOLMultiphysics軟件對(duì)其進(jìn)行三維建模。COMSOLMultiphysics是一款仿真軟件，并且以有限元分析法為基矗COMSOLMultiphysics中定義了很多的基本物理模型以及很多日常用到的基本圖形，此外，還包含了大量的布爾運(yùn)算，如并集，差集。通過這些運(yùn)算，在建立模型時(shí)，我們可以根據(jù)實(shí)際的對(duì)象來靈活地調(diào)整模型的細(xì)節(jié)。軟件中集成了大量的物理場以及各

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]基于渦流脈沖熱成像的壓力容器殼體缺陷檢測[D]. 魯曉川.電子科技大學(xué) 2019
[2]基于渦流脈沖熱成像的表面裂紋檢測及其量化評(píng)估研究[D]. 李曉青.電子科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3021257