本文關鍵詞：基于電磁激勵紅外熱成像技術的金屬構件無損檢測

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【摘要】：當今是追求品質的世紀,產品的品質將是未來發(fā)展的主題。掌握先進的無損檢測技術將在激烈的競爭中處于領先地位,它從另一個側面也反映一個國家工業(yè)的發(fā)展水平。本文研究內容是這中背景提出的新型檢測方法-基于電磁激勵的紅外熱成像金屬構件的亞表無損檢測方法。該技術運用紅外熱成像技術和電渦流加熱技術檢測試件亞表面缺陷,與以往的檢測方法相比,這種新的檢測方法在效率、精度和操作上都有很大的優(yōu)勢。本文利用有限元仿真和實驗分析兩種手段,對含缺陷金屬試件在感應激勵加熱中不同反應參數進行研究。運用COMSOL多物理場分析軟件,分別對加熱過程中磁場和磁-熱耦合場建模分析,并采用對比的手法建立亞表面裂紋和無缺陷試件數學計算模型、邊界條件和初始值,并給出不同深度缺陷形式下感生電流密度場的分度形式和電磁—熱耦合溫度場分布形式,同時利用討論后的分析參數模擬激勵時的檢測結果,判斷磁隙、激勵頻率以及激勵時間對缺陷可能的影響。用PC、交流激勵源、熱像儀、線圈等搭建感應激勵熱像無損檢測系統(tǒng),對六組不同缺陷進行測試,并且利用數字圖像處理技術對采集到的紅外熱圖像進行處理。實驗結果表明感應激勵紅外熱像檢測可以成功應用于金屬材料亞表面裂紋的檢測,解決無損檢測技術在亞表面探傷方面的難題。
【關鍵詞】：無損檢測 電磁激勵 紅外熱成像 COMSOL Multiphysics4.3 圖像處理
【學位授予單位】：江蘇理工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 課題研究的背景及意義7-8
• 1.2 國內外研究現狀8-10
• 1.3 本論文的主要工作和研究內容10-11
• 1.4 本章小結11-12
• 第二章 電磁激勵中磁場分析12-29
• 2.1 電磁感應現象分析12-13
• 2.2 磁場數學建模13-19
• 2.2.1 基于磁勢矢量的分析13-17
• 2.2.2 邊界條件分析17-19
• 2.3 基于COMSOL的磁場分析19-28
• 2.3.1 磁場分析問題描述19-21
• 2.3.2 磁隙仿真結果分析21-22
• 2.3.3 電流頻率仿真結果分析22-25
• 2.3.4 激勵時間仿真結果分析25-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 基于COMSOL的電磁—熱耦合場的仿真分析29-40
• 3.1 耦合場分析29
• 3.1.1 耦合場分析方法29
• 3.2 鐵磁性材料的電磁—熱耦合場分析29-32
• 3.2.1 電磁-熱耦合中的兩種加熱方式29-31
• 3.2.1.1 滲透式加熱30
• 3.2.1.2 傳導式加熱30-31
• 3.2.2 溫度場瞬態(tài)方程數學模型31-32
• 3.3 溫度場的初始條件和邊界條件32-33
• 3.3.1 初始條件32
• 3.3.2 邊界條件32-33
• 3.4 電磁—熱耦合仿真結果分析33-39
• 3.4.1 激勵時間對溫度場的影響33-36
• 3.4.2 激勵頻率對溫度場的影響36-39
• 3.5 本章小結39-40
• 第四章 感應激勵紅外無損檢測實驗平臺搭建40-46
• 4.1 紅外無損檢測的基本知識40
• 4.2 紅外相機的原理40-41
• 4.3 感應加熱無損檢測系統(tǒng)41-45
• 4.3.1 電磁感應激勵源的選用41-42
• 4.3.2 熱像儀的選用42-43
• 4.3.3 線圈的選用43-44
• 4.3.4 金屬導體測試實驗44-45
• 4.4 本章小結45-46
• 第五章 紅外無損檢測結果分析46-55
• 5.1 實驗數據分析46-50
• 5.2 亞表面缺陷特征量提取50-54
• 5.3 激勵參數與亞表面缺陷提取的關系分析54-55
• 第六章 總結與展望55-57
• 6.1 論文工作總結55
• 6.2 未來工作展望55-57
• 參考 文獻57-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學位期間的研究成果及發(fā)表的學術文章62

【參考文獻】

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本文編號：605263