基于傳熱學(xué)分析的金屬零件缺陷電磁激勵紅外熱成像檢測方法.pdf

1、本文提出一種基于電磁激勵的紅外熱成像檢測方法對金屬零件進(jìn)行無損探傷,該技術(shù)融合了紅外熱成像檢測技術(shù)與渦流檢測技術(shù)的優(yōu)點,有著高靈敏度、高效率、無污染、無破壞、非接觸式加熱以及操作簡單等特性。本文通過理論研究、數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的方法展開論述。
　　分析了金屬零件缺陷檢測的研究現(xiàn)狀及常規(guī)無損檢測方法的優(yōu)缺點,綜述了國內(nèi)外電磁激勵紅外無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
　　詳細(xì)闡述了紅外檢測的基礎(chǔ)理論,在此基礎(chǔ)上對紅外無損檢測原理及方式

2、做了論述和總結(jié),著重指出了電磁激勵的紅外無損檢測技術(shù)在金屬零件缺陷檢測中的突出優(yōu)點。介紹了電磁場的基本理論知識,并以微元體內(nèi)部熱平衡條件入手,推導(dǎo)且建立金屬材料的三維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)微分方程。對電磁激勵感應(yīng)加熱機(jī)理進(jìn)行了研究,給出了集膚效應(yīng)與透入深度的關(guān)系,分析了感應(yīng)加熱過程中渦流式傳熱與熱傳導(dǎo)式傳熱之間的聯(lián)系,總結(jié)了加熱中存在的能量損失。
　　以ANSYS為平臺建立了電磁-熱耦合場的有限元計算模型,模擬感應(yīng)加熱的過程。通過數(shù)值模擬得到

3、金屬板表面及底端的溫度分布狀況以及加熱溫度隨時間的變化規(guī)律。模擬并分析了激勵時間、電流頻率及感應(yīng)線圈加熱距離對金屬板溫度控制的影響,同時總結(jié)了這些影響因素對加熱效果的作用規(guī)律。這部分研究為實驗中電磁激勵源的優(yōu)化設(shè)計提供理論支持。
　　在做出科學(xué)合理的假設(shè),簡化研究模型,確定邊界條件、初始條件及熱源函數(shù)的基礎(chǔ)上,建立金屬零件典型缺陷的有限元模型。對缺陷大小、深度、位置分析的影響進(jìn)行仿真模擬研究,分析金屬零件缺陷紅外無損檢測的熱傳導(dǎo)過