基于激光热成像的铝合金表面裂纹宽度定量检测

针对激光热成像技术定量检测铝合金表面微小裂纹宽度精度不足的问题,通过系统分析表面裂纹处热传导规律,并构建长脉冲激光激励条件下铝合金表面裂纹位置处准稳态温度场的温度分布模型,发现沿激光线方向的温度分布能够定量表征裂纹宽度。搭建了激光红外热成像试验平台并进行试验,获得了准稳态温度场下的温升分布规律,分析了不同宽度裂纹的温升分布特征和温升变化特征,基于温升分布特征参量和温升变化特征参量,采用比值定义法构建了不依赖激光功率的裂纹宽度综合指标。结果表明,所构建的空域特征参量综合指标显著提高了裂纹宽度检测的可靠性和准确性,能够实现50~700μm宽度裂纹的定量检测,该结果能够为实现激光红外热成像技术在航空航天裂纹量化检测的应用奠定坚实基础。