發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 09:16

　　 無(wú)論在科學(xué)研究領(lǐng)域還是生產(chǎn)制造領(lǐng)域,疲勞裂紋無(wú)損評(píng)估是一項(xiàng)重要且充滿挑戰(zhàn)的任務(wù)。在設(shè)備和零部件的制造和服役過(guò)程中,疲勞裂紋萌生率較高。傳統(tǒng)疲勞裂紋的檢測(cè)方法包括磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和射線檢測(cè)等。但磁粉檢測(cè)程序復(fù)雜且只適用于鐵磁性材料,滲透檢測(cè)需要清潔,且污染環(huán)境,射線檢測(cè)對(duì)人體有害。電磁熱成像檢測(cè)由于檢測(cè)面積大、分辨率和靈敏度高、無(wú)耗材、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)發(fā)展迅速,廣泛用于導(dǎo)體的腐蝕、疲勞裂紋以及壓力容器、鍋爐和管道中的焊縫裂紋檢測(cè)。對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的自然微裂紋,電磁熱成像檢測(cè)存在加熱不均勻、缺陷信號(hào)易被噪聲信號(hào)覆蓋等問(wèn)題。本文提出了區(qū)間渦流熱成像檢測(cè),討論了線圈和缺陷豎直提離及水平距離變化對(duì)試件表面渦流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的影響。當(dāng)豎直或水平距離增大時(shí),渦流密度值減弱,但渦流分布均勻性增強(qiáng)。討論了能夠平衡渦流強(qiáng)度及渦流的均勻性優(yōu)選檢測(cè)區(qū)域。該研究有助于建立局部和全局區(qū)域傳感的聯(lián)系,能夠增大微弱信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中缺陷區(qū)域與非缺陷區(qū)域的熱對(duì)比度。本文首先分析了脈沖渦流熱成像檢測(cè)中試件表面的渦流分布特點(diǎn),說(shuō)明了區(qū)間渦流效應(yīng)的存在。其次,通過(guò)有限元仿真,討論了豎直和水平提離增大時(shí),無(wú)缺陷試件表面渦流強(qiáng)度及渦流分布均勻性的變化,以及對(duì)缺陷檢測(cè)熱對(duì)比度的影響。該仿真包括了表面缺陷和亞表面缺陷,缺陷尺寸按照普遍認(rèn)可的微裂紋評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),設(shè)定在微米數(shù)量級(jí)。再次,采用壓力容器焊縫試樣做了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),試樣中的自然缺陷不可見(jiàn)。討論分析了豎直和水平提離增大對(duì)缺陷信號(hào)提取的影響,通過(guò)與采用簡(jiǎn)單后處理算法(主成分分析法、獨(dú)立成分分析法等)對(duì)比,說(shuō)明了選擇合適檢測(cè)區(qū)間更為重要。本文最后簡(jiǎn)述了速度效應(yīng)下的區(qū)間渦流熱成像,主要討論了低速動(dòng)態(tài)熱成像檢測(cè),從低速動(dòng)態(tài)熱成像檢測(cè)以及最佳檢測(cè)區(qū)間和熱場(chǎng)的疊加復(fù)合作用兩個(gè)角度說(shuō)明了動(dòng)態(tài)熱成像檢測(cè)效果。理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,脈沖渦流熱成像檢測(cè)中存在區(qū)間渦流效應(yīng),試件表面隨著距線圈水平或豎直距離的增大,渦流強(qiáng)度減弱,均勻性增強(qiáng),在合適的距離可以平衡兩者,提高缺陷檢測(cè)的熱對(duì)比度,利于缺陷信號(hào)提取。低速動(dòng)態(tài)熱成像可以利用區(qū)間渦流效應(yīng),加上熱場(chǎng)疊加特點(diǎn),利于缺陷檢測(cè)。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：O346;TG115.284

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2822324