铝合金梁裂纹振动红外热像检测的数值模拟

振动红外热像检测是一种发展迅速的红外热像无损检测技术,可检测材料的内部缺陷,在航空航天金属材料和复合材料的裂纹检测中有广阔的应用前景。为了揭示振动红外热像法的物理机制和影响因素,为检测条件的设计提供理论指导,用有限元单元法对振动热像检测的物理过程进行了数值模拟。以铝合金梁上的裂纹为检测对象,用ANSYS有限单元法分析了裂纹的振动-热的转换机制,并对瞬态温升与检测条件的关系进行了分析。通过分别改变试件厚度、裂纹开口宽度、预紧力、激振力等条件,计算和考察了它们对裂纹缺陷区温升的影响。结果表明:靠近裂纹尖端裂纹面处的温升会有明显的变化,在时域上表现为波动式上升;验证了摩擦和热弹效应是铝合金梁裂纹缺陷处温升的原因,其中摩擦是主要原因。     

磁记忆检测技术在游乐设施上的应用

磁记忆检测技术在对铁磁性构件的应力集中和缺陷检测上具有独特的优势。针对游乐设施的运行特点和失效模式,研究了其疲劳损伤的形成过程、表面开口缺陷动态发展的磁记忆信号的变化规律和阶段性特征;分析并总结了静止状态下典型游乐设施宏观缺陷的磁记忆信号特征。结合案例介绍了游乐设施的磁记忆检测及评价流程。     

化肥厂气化炉衬里的红外热像故障分析

针对某化肥厂合成氨装置气化炉,采用型号为PM290E的红外热像仪对气化炉进行红外热像检测,并利用专用软件对拍摄的图像进行分析。根据传热学理论,计算该气化炉外壁的表面温度。在此基础上,提出了基于红外热像检测的故障诊断依据,并结合红外热像图,对相关故障缺陷进行分析评估。经生产实践证明,所提出的红外热像故障分析方法能很好地对气化炉故障进行诊断,为气化炉的安全运行提供了良好的指导。     

超声振动红外热像法的影响因素

超声振动红外热像法(VT)是红外热像无损检测的重要方法之一,在裂纹等紧贴型缺陷检测中有特殊的应用优势。为了寻找适宜的振动激励条件,用解析法分析了材料热特性(热导率和热扩散系数)和缺陷深度对温升的影响,分析了试件支撑条件和几何尺寸对共振频率的影响。结果表明,复合材料较金属材料容易实现VT检测。对金属件宜用短时超声激励,而对复合材料件宜用较长时间的超声激励。从共振角度看,采用简支方式和超声激励相组合是比较好的选择。     

18CrNiMo7-6齿轮钢的疲劳裂纹扩展行为

基于裂纹扩展与尖端温度演变规律,对18CrNiMo7-6齿轮钢疲劳裂纹扩展行为进行了研究。采用红外热像法建立了齿轮钢裂纹扩展过程中的温度变化与应力强度因子之间的对应关系,并与断裂力学分析结果进行对比,发现两者之间存在差异;通过对齿轮钢的疲劳断裂机理的分析,解释了产生这一现象的原因。结果表明：随着应力强度因子的增加,18CrNiMo7-6齿轮钢的裂纹扩展速率随之增加;红外热像法对裂纹扩展变化更为敏感,可用于实时监测材料中的疲劳损伤;由于齿轮钢的断裂机理从脆性解理断裂向韧性断裂的转变导致温升速率产生差异,使得红外热像法具有更高的敏感性。     

超声激发下缺陷红外信号的识别

超声红外热像技术是一种组合功率超声和红外热像技术的新兴无损检测技术。实现其对缺陷信号的自动识别,有利于提高该技术的检测效率。给出了超声激发下缺陷处温度场特性,以此作为识别缺陷信号的依据。通过对实际获取的缺陷红外热像的分析,说明在超声红外热像技术中通过温度场特性进行缺陷红外信号识别是可行的。     

基于红外热像法的AZ31B镁合金疲劳寿命预测

采用红外热像法测量AZ31B镁合金板材在疲劳过程中表面温度场的变化,结果表明,当疲劳载荷大于疲劳强度时,镁合金试样表面的温度变化经历5个阶段:温度上升阶段、温度下降阶段、稳定阶段、断裂前的温升阶段和断裂后温度下降阶段。通过疲劳过程中镁合金试样表面的温度变化规律,基于不同的理论提出了2种预测疲劳寿命的方法:由试验过程中试样表面温升(?TM)特征确定其疲劳寿命,?TM–Nf曲线拟合结果表明,?TM=3.89℃为温升极限值,即?TM>3.89℃时,试样会发生断裂,与实测疲劳试样的温升值(3.68℃)相比,误差为5.7%;利用能量法提出了镁合金疲劳寿命的计算公式,用能量法和传统试验方法分别绘制S-N曲线,结果具有很好的一致性,用2种方法分别计算了循环次数为1×107时的疲劳强度ΔσeΦ=99.3 MPa、ΔσeSN=99.8 MPa,误差为0.5%。采用红外热像法估算疲劳寿命具有简单、省时等优势。     

基于红外热像技术的电机定子线圈腐蚀诊断研究

为了实现对电机定子线圈腐蚀缺陷的精确诊断,建立电机负载实验台,采用红外热像技术对三相异步电动机进行检测实验,获取不同工况下电机运行红外热像图,分析得到电机定子工作中的温度场数据及温度-频率曲线,通过分析数据,获取电机定子线圈因腐蚀导致的缺陷和绝缘性变化等损伤对应的红外特征及温度场变化规律。结果表明,通过对三相异步电动机定子线圈红外热像云图分析及验证,能够诊断电机定子线圈是否存在腐蚀及腐蚀位置。研究结果为电机定子线圈的故障诊断及预测提供了一种直接有效的新方法。     

观览类游乐设施关键部件安全检测方法研究

大型观览类游乐设施的质量安全检测至关重要。检测的关键部件———转轮由于安装在轮和轴套(或轴承等)中,其缺陷不能直接进行接触式检测,因此使用超声检测的方法对观览类游乐设施的主轴进行安全检测。根据轴类零件的特点研制检测专用的超声换能器及缺陷定位系统,对4类有代表性的游乐设施主轴进行检测,检测效果良好,并通过辅助定位软件,实现了主轴中缺陷的准确定位。     

红外热像技术在混凝土检测中的应用现状和发展趋势

分析和总结了国内外红外热像技术在混凝土检测领域中如何获取和改进外加热源,缺陷深度、大小的定量计算以及研究成果如何在复杂的实际工程当中运用的研究进展,指出了目前研究存在的局限性和不足,展望了红外热像技术在混凝土检测领域中的应用前景和发展方向。     

钢液浇包对铸造起重机等热辐射影响的红外测试分析

针对铸造生产期间,高温钢液包和熔炉难以接近、接触式测温仪器无法测量的难点,研究运用红外热像仪和红外测温仪测量铸造起重机、电子称、龙门吊具、车间吊车梁和立柱等受到强烈热辐射部位表面温度的方法；对受到高温热辐射影响的铸造起重机、电子称、龙门吊具、车间吊车梁和立柱等采取远距离非接触式的表面温度测量；根据现场测量的表面温度数据,确定最高的表面温度和较高温度分布区域,分析是否存在接近或超过材料和设备允许工作临界温度的隐患,确定是否需要设隔热防护装置,并验证其隔热效果；杜绝超过材料和设备允许工作温度使用过早失效的现象、合理降低隔热防护成本、有效降低热辐射的不利影响.     

Improvement of the non-destructive evaluation of plasma facing components by data combination of infrared thermal images

To increase the reliability of non-destructive examinations of plasma facing components (PFC), we present steps in order to make data combination in this study. The industrial issue is the inspection of manufacturing quality of these components which must support a very high-heat flux in Tokamaks. The experimental study was conducted on trial components for the Wendelstein 7X stellarator using two benches of infrared thermal imaging equipment. The first bench measures the surface temperature with an internal excitation of the components. The second bench uses a lock-in thermal imaging method. The data fusion method makes use of the Dempster–Shaffer theory of evidence. We show that we can improve the decision making for the quality diagnostic. This study could be generalized to other combinations of non-destructive tests for current Tokamaks or those under development like the future ITER reactor.     

镁合金激光-TIG焊接温度场的红外测量与数值模拟

以变形镁合金AZ31B为研究对象,采用红外热像仪拍摄镁合金激光-TIG复合热源焊接过程中的焊接温度场,提出一种基于红外辐射测温原理.并针对红外热像仪的焊接温度场校正方法,采用热电偶验证该校正方法的准确性.利用数值模拟方法模拟整体温度场.试验结果表明,实温校正可准确校正试件表面状态一致区域的温度场,而表面校正可消除试件表面状态改变而引起的对温度场分布的影响,结合实温与表面校正方法能准确地校正镁合金激光-TIG复合热源焊接过程中电弧覆盖范围外的温度场,焊接温度场数值模拟可以比较准确预测并反映整体焊接温度场实际分布.     

红外热成像技术在无损检测中的应用

本文介绍了红外热成像技术的工作原理、红外热像仪的构成以及红外热成像技术在无损检测中的应用，并给出了一个用红外热成像技术进行无损检测的例子。结果表明红外热成像技术可以有效地实现对设备的温度监测和分析，提供了一种很有发展前途的无损检测手段。     

外军装备目标特征信号测试设备及其特性研究

介绍了雷达、红外、光学目标特征信号测试设备的研究情况。 重点分析了矢量网络分析仪、RCS测量雷达、光谱仪、热成像系统等测试设备的特性及技术参数等。     

TIPS型红外热象仪图象处理与分析系统

介绍研制的红外热象仪计算机图像处理与分析系统,以国内外各种型号热象仪为基础,开发出相应的硬件和软件,配置成相应的图象处理与分析系统。介绍系统的特点、研制过程中所解决的有关技术问题及系统的主要功能。     

基于红外热成像技术的管道激光/电弧复合焊质量在线监测系统

利用福禄克RAYPi20HTRC红外热像仪,获取焊接熔池的红外热成像图像,通过软件对焊接熔池热成像图像进行处理,依据焊接熔池温度梯度分布对当前时刻焊接成型和焊接质量进行判断,识别和判断焊接缺陷,利用算法和程序对焊接质量进行评估,并记录当前的焊接时间和焊接点位,生成焊接记录。系统经过油气管道激光/电弧复合焊接应用试验具有运行稳定、质量评价与缺陷判定准确的特点,可以为现场焊接质量监测和后续焊接质量检测提供重要参考,具有重要工程应用意义。     

电弧喷涂涂层的红外热成像检测

通过分析主动式红外热成像方法的检测原理,结合国外检测案例,确定了红外热成像方法对涂层质量检测的适用性.针对电弧喷涂涂层与基体分层缺陷,开展了涂层质量的红外热成像检测试验.结果表明,主动式红外热成像方法能够实现对涂层内部分层缺陷的准确、快速和非接触检测,利用热扩散曲线能够对分层程度进行有效区分.     

低温环境下液压元件及系统研究综述

随着我国太空、深海、极地等战略新疆域的提出,极端的操作环境和恶劣的低温条件也给液压元件和系统提出了更高的要求。尤其在低温环境下,液压元件摩擦副的配合间隙会随着温度变化,液压油的运动黏度会显著增大,液压执行单元的冷态启动也会受到严重影响,从而影响整个液压系统的正常工作。综述低温环境下液压元件和系统的工作特征,包括低温环境下液压油的黏温特性、液压元件摩擦副以及液压系统低温启动等,并阐述低温环境下液压系统防冻的解决方案,如通过加热保温油箱、选择热膨胀系数适合的元件材料、开展低温优化实验等方法,对低温环境下液压元件及系统的分析和研究具有一定的参考价值。