基于電磁激勵的焊縫裂紋紅外熱像檢測數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、金屬焊縫裂紋一直是大型機械設備最危險的缺陷之一，運用無損檢測方法檢測缺陷是保障設備安全運行的關鍵，電磁激勵紅外熱像技術是一種新型無損檢測技術，具有非接觸、便攜、效率高等優(yōu)點。本文針對焊縫表面裂紋缺陷，運用電磁激勵紅外熱像法進行檢測，通過理論分析、仿真模擬、試驗驗證以及裂紋識別算法研究，對紅外熱像圖上的異常溫度分布情況進行分析，判斷裂紋的存在，對焊縫裂紋的檢測具有重要價值。
　　本研究主要內容包括：⑴介紹了電磁激勵紅外熱像法檢測焊縫

2、裂紋的基本理論，在電磁感應理論與渦流效應下，建立了焊縫裂紋的渦流場、溫度場數(shù)學模型，以及裂紋區(qū)域的渦流場、溫度場分布情況，并對影響感應加熱效率的激勵參數(shù)做出了理論分析與指導。⑵運用有限元仿真方法模擬了電磁激勵感應加熱及對焊縫裂紋的檢測過程，在COMSOL有限元分析軟件上建立了電磁激勵檢測焊縫裂紋的模型，模擬了鋼板焊縫表面裂紋、近表面裂紋及無裂紋三種情況的熱傳導過程；通過改變表面裂紋的長、寬、高及方向，分析電磁激勵法在裂紋尺寸與形狀檢測方

3、面的規(guī)律；通過改變激勵線圈的激勵頻率與提離高度，說明激勵參數(shù)對裂紋表面溫度分布的影響；通過模擬不同的焊接結構，說明電磁激勵熱像法的應用范圍。⑶設計了電磁激勵熱像法檢測焊縫裂紋的試驗系統(tǒng)，并搭建了試驗平臺，包括激勵電源的控制，不同激勵線圈形狀與匝數(shù)的設計，不同焊接結構和不同裂紋尺寸、方向的加工制作等。通過紅外熱像儀拍攝試驗過程中試件表面的溫度變化，得到在不同變量下的檢測結果。⑷根據(jù)所拍攝的紅外熱像圖的表面溫度分布特性，提出了一種基于形態(tài)學