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红外热波无损检测中材料表面下识别的有限元模拟及分析

赵石彬  丁友福  蒋淑芳  李艳红  霍燕  
【摘要】:红外热波无损检测中所遇到的材料的性质及材料表面下的损伤和缺陷类型是多种多样的,因此,在生产和使用过程中材料的无损检测是非常重要的。但是,仅仅检测出试件下有缺陷的存在是不够的,需要进一步的研究,对材料表面下的不同类型的缺陷进行识别,以便分析引起此类缺陷的原因,以便优化生产工艺,减少缺陷的产生。本论文的重点在于利用大型有限元分析软件ANSYS,依据人工设计不同性质缺陷的试件,建立三维模型,在模型中构建性质不同的缺陷,赋予模型真实实验条件下的各种参数,然后给模型施加单面的瞬态热源,通过加载求解,全面考察近似脉冲加热后试件的冷却过程,绘出不同时刻模型表面的温度场分布,由此在表面上观察不同材料缺陷出现的时间,并绘出不同材料缺陷模型表面上温度随时间变化的曲线。工作重点在于通过曲线的斜率的不同来分析表面下缺陷的性质。模拟的主要结果是可以通过温度场分布图来定性的确定表面下缺陷的性质,由得到的模型表面上点的温度随时问变化的曲线得出性质不同的缺陷,其曲线的冷却变化率不同。由此在真实的实验中为准确可靠的的检测提供依据,同时为优化材料的生产工艺提供理论指导,为进一步定量化红外无损检测评估打下基础。

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