基于熱成像的薄型材料熱擴散率快速無損檢測.pdf

1、熱擴散率是表征材料內(nèi)部非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的重要熱物性參數(shù)，對其準確測量，對于了解材料導(dǎo)熱性能有重要意義。閃光法、周期熱流法等傳統(tǒng)測量方法原理一般是通過構(gòu)建特定的導(dǎo)熱模型，包括導(dǎo)熱微分方程、邊界條件和初始條件，求取微分方程解析解以確定材料熱擴散率值。為使測量準確，往往需要復(fù)雜的實驗設(shè)備和操作過程對實驗條件包括熱激勵、邊界等以及對材料外形尺寸進行嚴格控制，使導(dǎo)熱模型貼近理論分析。
　　針對傳統(tǒng)熱擴散率測量方法對熱激勵、邊界和試樣尺寸有嚴格

2、要求等局限。本文提出設(shè)想：對導(dǎo)熱微分方程中的微分項進行估測，將求取微分方程解析解轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程求解以確定熱擴散率值，并從以下三個方面對設(shè)想進行驗證性研究。
　　首先，從導(dǎo)熱模型理論研究入手提出基于二維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱模型的測量原理：采用熱成像技術(shù)觀測受激光激勵引起的材料表面溫度場變化，將溫升數(shù)據(jù)通過曲線擬合對導(dǎo)熱微分方程中的微分項進行估測，將求取微分方程解析解轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程求解。
　　其次，設(shè)計仿真實驗。通過COMSOL仿真軟件對

3、測量方法基本原理的正確性，以及理論模型的合理性進行驗證。搭建實驗平臺，通過對H62黃銅和304不銹鋼材料的實測實驗，考察測量方法實際測量效果。
　　最后，關(guān)于薄型材料厚度適用范圍問題，對測量方法作補充研究，提出測量方法可適用的特征條件。通過仿真實驗分析在不同模型厚度條件下，傳熱距離和激勵時間對特征條件的影響以及信噪比問題。并對SUS321不銹鋼材料進行實測實驗，從而對被測材料厚度的適用范圍有定量的認識。
　　本文提出設(shè)想，并