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超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性

冯辅周 张超省 闵庆旭 王鹏飞

冯辅周, 张超省, 闵庆旭, 王鹏飞. 超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1456-1461.
引用本文: 冯辅周, 张超省, 闵庆旭, 王鹏飞. 超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1456-1461.
Feng Fuzhou, Zhang Chaosheng, Min Qingxu, Wang Pengfei. Heating characteristics of metal plate crack in sonic IR imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1456-1461.
Citation: Feng Fuzhou, Zhang Chaosheng, Min Qingxu, Wang Pengfei. Heating characteristics of metal plate crack in sonic IR imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1456-1461.

超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性

基金项目: 

军队科研计划项目

详细信息
    作者简介:

    冯辅周(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事故障诊断及无损检测技术研究。Email:fengfuzhou@tsinghua.org.cn

  • 中图分类号: TG115.28

Heating characteristics of metal plate crack in sonic IR imaging

  • 摘要: 超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,缺陷区域生热特性的研究有利于最优化检测方案的制定。实验分析表明:超声激励作用于含贯穿裂纹的金属平板时,与激励同侧的裂纹区域温度升高比异侧更明显,但裂纹面总体的生热效率稳定。针对上述实验现象,采用显式有限元方法建立了与实验系统对应的仿真模型,进行了机热耦合分析。在仿真模型中,采用压电-力类比方法模拟超声换能器的逆压电效应,并引入动态松弛模拟预紧力对被测平板初始状态的影响。仿真与实验结果得到了一致的裂纹区域温度分布和裂纹面生热规律,建立了裂纹面生热效率与裂纹面摩擦力及相对运动速度之间的联系,揭示了工具杆和被测平板之间的预紧力使裂纹面接触状态改变是裂纹生热向激励同侧偏移的直接原因。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-17
  • 修回日期:  2014-10-20
  • 刊出日期:  2015-05-25

超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性

    作者简介:

    冯辅周(1971-),男,教授,博士生导师,主要从事故障诊断及无损检测技术研究。Email:fengfuzhou@tsinghua.org.cn

基金项目:

军队科研计划项目

  • 中图分类号: TG115.28

摘要: 超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,缺陷区域生热特性的研究有利于最优化检测方案的制定。实验分析表明:超声激励作用于含贯穿裂纹的金属平板时,与激励同侧的裂纹区域温度升高比异侧更明显,但裂纹面总体的生热效率稳定。针对上述实验现象,采用显式有限元方法建立了与实验系统对应的仿真模型,进行了机热耦合分析。在仿真模型中,采用压电-力类比方法模拟超声换能器的逆压电效应,并引入动态松弛模拟预紧力对被测平板初始状态的影响。仿真与实验结果得到了一致的裂纹区域温度分布和裂纹面生热规律,建立了裂纹面生热效率与裂纹面摩擦力及相对运动速度之间的联系,揭示了工具杆和被测平板之间的预紧力使裂纹面接触状态改变是裂纹生热向激励同侧偏移的直接原因。

English Abstract

参考文献 (15)

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