半透明材料红外热像检测的光谱特性和光源选择

对半透明材料的光激励红外检测,其热激励机理与不透明材料不同,试件的吸热依赖于材料的光学特性和光源的辐射光谱。基于半透明材料的光谱特性,提出了体加热的物理机制和建模方法。为了获得材料的光谱吸收率,测试了不同厚度下玻璃纤维复合材料在一定波长范围内光的反射率和透射率。以色温模型来描述加热灯的光谱特性,用有限单元法分析了闪光灯色温对缺陷检测效果的影响,给出了可检信息参数(最大温差和最大对比度)与闪光灯色温的关系。结果表明,最大温差和最大对比度与色温呈非线性关系,它们随色温升高先减小后增大,因此低色温和高色温闪光灯对半透明复合材料检测更有利。所得结论为半透明复合材料的闪光灯激励红外检测提供了理论参考。

铝合金梁裂纹振动红外热像检测的数值模拟

振动红外热像检测是一种发展迅速的红外热像无损检测技术,可检测材料的内部缺陷,在航空航天金属材料和复合材料的裂纹检测中有广阔的应用前景。为了揭示振动红外热像法的物理机制和影响因素,为检测条件的设计提供理论指导,用有限元单元法对振动热像检测的物理过程进行了数值模拟。以铝合金梁上的裂纹为检测对象,用ANSYS有限单元法分析了裂纹的振动-热的转换机制,并对瞬态温升与检测条件的关系进行了分析。通过分别改变试件厚度、裂纹开口宽度、预紧力、激振力等条件,计算和考察了它们对裂纹缺陷区温升的影响。结果表明:靠近裂纹尖端裂纹面处的温升会有明显的变化,在时域上表现为波动式上升;验证了摩擦和热弹效应是铝合金梁裂纹缺陷处温升的原因,其中摩擦是主要原因。