铝合金疲劳裂纹振动红外热成像检测研究

航空铝合金经过多次使用存在紧密闭合型裂纹严重威胁飞行安全,以带有疲劳裂纹的7075铝合金为检测对象,利用超声振动做为振动红外热成像技术的激励源,通过多次调节功率、焊枪与平板之间预紧力和激励位置实现对铝合金板缺陷的识别,实验结果表明,振动热成像技术能检测出紧密闭合裂纹,同时发现检测效果受控于激励功率的影响,功率大振幅显著检测效果好,且功率较大的情况下预紧力对检测效果影响较大,功率较低时预紧力对检测效果小,最后发现在功率一定的情况下合理的调节预紧力和激励位置能使缺陷成像结果更加清晰。     

航空发动机涡轮叶片裂纹红外热波无损检测研究

叶片裂纹是危害飞行安全的重要因素,即使微小裂纹都将对飞机造成无法挽回的后果,不仅危及人、机安全,也会造成巨大的经济损失。涡轮叶片采用的材料与一般得材料是不同的,在预算价格上也十分昂贵,因此,通常采用无损检测技术进行叶片裂纹的检测。本设计采用基于红外热波的无损检测技术来实现航空叶片裂纹的检测,通过图像处理技术对图像增强、锐化、边缘检测算法进行改进,大大提高了航空涡轮叶片裂纹的检测精度及速度,有效地避免了飞机事故造成的巨大损失,同时对军事效益和经济效益做出了重大贡献。     

材料表面裂纹的红外热像显微检测

材料表面裂纹是导致构件破损、影响物理特性的原因之一.本文采用红外热像显微镜研究了材料表面裂纹检测的问题.首先在铝薄板上设计不同方向、不同长度的表面裂纹.由于裂纹处与正常区域之间的辐射能力的差异,造成表面温度场的不均匀性.红外显微镜捕捉到物体表面辐射,探测出不同方向的表面裂纹,引入标尺实现了裂纹长度的定量检测并做了误差分析.再研究了碳纤维层压板冲击损伤的表面裂纹,通过图像拼接完整显示了冲击损伤裂纹的形貌和走势,运用扫查法提取裂纹.研究结果表明红外显微镜具有探测材料表面自发辐射的能力,可用于不同材质表面裂纹的探测.     

激光红外热成像铝合金表面裂纹检测表面处理的研究

通过搭建激光红外热成像检测平台,对已制备的铝合金光滑表面及表面处理后裂纹缺陷试样进行检测,对裂纹处的红外热图和温度数据进行分析,并且为了突出表面处理检测效果,用差动式检测方法对比在不同功率下表面处理前后温差变化。实验结果表明,随着功率的增大,裂纹缺陷表面处理前后的温差都存在温差增大的变化,但是表面处理后裂纹缺陷温差变化更加明显。相同功率条件下,裂纹缺陷表面处理后温差幅度远大于表面处理前的温差幅度。可见对激光红外热成像铝合金表面裂纹检测进行表面处理,明显提高其热吸收率,而且相较于表面处理前,经过表面处理后,所需更小的功率,就能取得更大温差,检测效果更好,可检测性更强。     

基于卷积神经网络的红外热成像罐车内壁裂纹识别

针对传统无损检测技术在罐车内壁裂纹检测中效率低、抗干扰能力差等问题,提出一种基于卷积神经网络的热成像裂纹识别方法.研制了一种滚动式电加热棒作为热激励源,并采用新的激励方式对被检测表面进行热激励;根据热量传输过程中遇到裂纹时温度产生异常的原理,对被检测表面裂纹进行判断;采集热激励后的红外热图像作为训练样本,并搭建5层卷积神经网络对样本进行训练.实验表明,利用红外热成像与卷积神经网络可以对裂纹进行准确识别;检测效率高、鲁棒性强;并且在测试集上识别准确率达到96.50％.     

激光红外热成像材料表面裂纹检测的研究进展

表面裂纹缺陷是材料中危险的缺陷形式,及时发现服役过程中产生的表面裂纹至关重要。激光红外热成像不仅具有传统红外检测的优点,还因激光能量密度高等特有优点,可远距离检测材料表面微小裂纹。综述了激光红外成像系统平台组件及其关键参数对激光红外成像检测的影响。从图像处理、优化工艺参数等角度入手,阐述了激光红外热成像检测表面裂纹缺陷的定性识别,进一步介绍了对材料表面裂纹缺陷长度、宽度以及深度特征的定量表征。最后对激光红外热成像检测表面裂纹缺陷进行了总结归纳,以及展望其未来的发展方向。     

钢轨轨脚裂纹红外热波无损检测实验

目前,超声检测在钢轨裂纹检测中得到了广泛的应用,但在钢轨裂纹检测过程中,超声波检测方法存在一定的盲区,未能检测到轨脚两侧的裂纹.针对超声波检测方法的不足,搭建了一种红外热波钢轨踏面裂纹无损检测平台.钢轨裂纹红外热波无损检测平台是红外无损检测领域的一个新的研究方向,实验平台的建立主要包括3部分:热激励源的选择、实验平台的搭建、红外图像的提取.该技术用于通过热激励源加热轨底表面.根据热波理论,钢轨表面到轨底内侧的传热过程受钢轨的物理特性和内部结构的影响,如果钢轨内部存在缺陷,则缺陷类型会影响钢轨表面的温度分布.根据钢轨表面温度信息的分布,确定钢轨内部缺陷的位置,达到检测钢轨裂纹的目的.实验结果表明,裂纹对应的轨底表面温度高于无裂纹对应的轨底表面温度,证明红外热波无损检测对钢轨裂纹检测是可行的.     

涡流脉冲热像检测中金属疲劳裂纹的生热分析

涡流脉冲热像技术是一种将电磁生热和红外热成像相结合的新型无损检测技术.针对金属疲劳裂纹生热研究不深入的问题,本文以含有贯穿的疲劳裂纹金属平板试件为研究对象,搭建了涡流脉冲热像检测实验系统,并建立了涡流脉冲热像有限元模型,分析了涡流脉冲热像检测中裂纹生热的规律.研究结果表明:在红外热像中,同一时刻越靠近裂纹根部的位置,温升的最大值越大;在激励过程中,裂纹区域的温升逐渐升高,当激励结束时,裂纹区域的温升则具有逐渐下降趋势,并且呈现先迅速后缓慢的下降速度.进一步揭示了裂纹尺寸对裂纹区域温升的影响.     

陶瓷制品红外热成像无损检测的模拟研究

应用红外热成像测温技术和计算机模拟的方法，研究了陶瓷制品的无损检测技术，定义了最大表面温差ΔＴ，最佳理论检测时间ｔ０，最佳理论检测灵敏度Ａ等新的物理量，探讨了影响陶瓷红外热成像无损检测精度和灵敏度的主要因素。     

激光合金化对疲劳裂纹扩展速率的影响

在45#钢基体上以TH-2激光合金化专用粉进行激光合金化处理，通过扫描电镜动态原位观察裂纹从基体向激光合金化区(LAZ)扩展的过程，研究了疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子幅(SIFR)的关系，分析了疲劳断口形貌和表面裂纹扩展路径的组织形态。经历一定循环次数之后，激光合金化区内部也出现裂纹，但是合金化区的边界能强烈阻滞裂纹的扩展，一旦基体中的裂纹与合金化区中的裂纹汇合，裂纹失稳扩展。裂纹扩展速率与应力强度因子幅之间的关系不满足传统的Paris公式，裂纹在基体中扩展的断口形貌有典型的疲劳辉纹，而合金化区的断口呈脆性断裂的形貌。从抗疲劳裂纹扩展的要求来看，有必要针对不同的基体材料，设计不同的合金化粉末，通过适当增加合金化区的韧性相，进一步提高激光合金化区抗疲劳裂纹扩展的能力。     

基于能量理论的材料疲劳红外热像测试技术

材料的疲劳过程是能量耗散的过程,它在宏观上表现为热耗散.能量理论是研究材料疲劳行为的微观机理和宏观现象的桥梁.利用具有准确、快速、便捷、低成本等优点的红外热像仪测量了45#钢疲劳过程中的温度变化,并对疲劳过程中引起温升的机制进行了探讨.通过对试验数据的分析,快速确定了45#钢的疲劳极限,而且实测值处于疲劳极限估算值的范围内.     

红外热像仪在超声红外热像技术中的应用

介绍了在材料中激发短脉冲超声波检测材料缺陷的新方法——超声红外热像技术。对HWRX-3型红外热像仪系统进行扩展改进，为其研制了与计算机联接的数据采集卡、硬件驱动程序、用户软件。发展了该系统在超声红外热像技术中的应用，并针对超声红外热像技术，提出了微弱变化的红外热像图的处理方法。     

基于卤素灯激励的红外热成像裂纹无损检测研究

钢轨安全状态的监测对保证列车的安全运行至关重要,针对钢轨裂纹的检测,本文阐述了几种不同的裂纹检测技术.重点分析了红外热成像检测技术在钢轨裂纹检测中的应用,该检测技术包括外激励加热、红外图像采集以及图像处理三部分.本文将常用激励方式进行了介绍和对比,详细阐述了卤素灯作为激励在裂纹检测中的应用;其次,搭建了基于卤素灯激励的...     

碳纤维树脂板内部缺陷的红外检测

在单向双层碳纤维树脂复合平板中预制了夹杂和气孔缺陷,利用电热风机对试样正面和背面进行主动加热,借助虹外热像仪对试件内部缺陷进行了无损检测,此方法简便易行,能够实现对复合材料结构的实时在线检测.     

基于超声热波成像技术的机车钩舌的裂纹检测

铁路机车钩舌部件长期受到挤压、弯曲、冲击,造成材料疲劳,产生细微裂纹,裂纹在铁路机车长期运行过程中会逐渐扩张,容易造成重大事故,因而对铁路机车钩舌裂纹检测十分重要.但铁路机车钩舌部件表面布满铁锈、灰尘、油污等,常规无损检测技术手段无法直接应用,本文采用超声热波成像技术对机车钩舌部件进行裂纹检测,该技术对表面的形状、锈迹、粉尘及污染等不敏感,在裂纹等缺陷检测中有特殊的应用优势.通过该系统对机车钩舌的裂纹检测,成功检测出钩舌裂纹缺陷,验证了该技术对机车钩舌裂纹的检测能力.     

TC4-DT钛合金电子束焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究

对TC4-DT钛合金电子束焊接接头的显微组织、裂纹扩展速率以及断口形貌进行分析研究, 结果表明: 焊接接头组织为α′针状马氏体网篮组织, 热影响区为针状网篮马氏体和片层状α相和β相组成, 形成熔凝区向母材组织的过渡, 疲劳裂纹扩展速率与焊缝组织有密切关系, 与片层状的锻件组织相比, 阻碍裂纹扩展能力有所下降。     

激光喷丸强化CT试样疲劳裂纹扩展的数值研究

为了研究激光喷丸强化对疲劳裂纹扩展的影响,采用有限元分析软件ABAQUS和MSC.Fatigue相结合,以6061-T6铝合金CT件即紧凑拉伸试样为研究对象,数值模拟其经1次～3次激光双面喷丸处理后的残余应力大小、疲劳寿命、裂纹扩展速率及最终裂纹尺寸。在理论分析的基础上,建立面向抗疲劳制造的激光喷丸工艺有限元分析模型,首先在ABAQUS中模拟出激光喷丸诱导的残余应力场,再将其导入疲劳分析软件MSC.Fatigue进行激光喷丸后疲劳裂纹扩展及其性能的数值模拟分析。结果表明,激光喷丸处理可以有效抑制疲劳裂纹的扩展,降低裂纹扩展速率和增大最终断裂尺寸长度,从而达到延长疲劳寿命的目的,喷丸次数的增加在一定程度上增大了激光喷丸强化的效果,但增益的效果会减弱。这为激光喷丸强化抗疲劳制造的理论分析和后续试验提供了必要的依据。     

Energy-Based Micromechanics Analysis on Fatigue Crack Propagation Behavior in Sn-Ag Eutectic Solder

Sn-Ag-eutectic-based solders are replacing Sn-Pb eutectic solders in the electronics industry. The current paper extends the recently developed approach based on phase transformation theory, micromechanics, and fracture mechanics to treat fatigue crack nucleation and propagation for steels and alloys to predict fatigue crack propagation in solder alloys. To verify the proposed method, fatigue experiments were conducted on Sn-3.5Ag solder alloys. Finite element analysis is performed to predict the stress intensity factor range ΔK and the required energy U to increase the crack by a unit area. Unified creep-plasticity theory and a cohesive zone model are incorporated to predict the creep and hysteresis effects on fatigue crack propagation in solder and the interfacial behavior between the solder alloy and the intermetallic layer, respectively. With U determined numerically, the predicted fatigue crack propagation rate using phase transformation theory is compared with experimental data for Sn-3.5Ag and Sn-37Pb eutectic solders. Reasonable agreement between theoretical predictions and experimental results is obtained.