固体火箭包覆层脱粘调制红外热波检测法的数值模拟

调制红外热波无损检测是一种可以检测材料内部缺陷的先进技术,在固体火箭发动机包覆层脱粘的诊断中有一定的应用前景。以有限元法对固体火箭发动机包覆层脱粘的调制红外热波检测法进行数值模拟,研究加热条件和结构对可检测性的影响。得出可检信息参数(表面过余温度幅值、相位和相位差)随热波激励条件(调制频率、热流强度)和结构参数(材料、缺陷大小、深度、厚度等)变化的规律。针对典型材料和结构尺寸,给出最佳调制频率、盲频以及相位差的预测值。调制红外热波检测法可用于固体火箭发动机包覆层脱粘的无损检测,检测条件可通过计算机仿真来优化。

复合材料蜂窝板脉冲热像检测和调制热像检测的比较研究

为了探索适合复合材料蜂窝板缺陷检测的红外热像检测法及热像信号处理方法,对蜂窝板的脉冲热像检测(PT)、调制热像检测(MT)及几种热像信号处理方法的缺陷检测能力进行了比较。在脉冲热像检测中,用脉冲相位法进行热像序列处理,并与最佳原始热像进行比较。在调制热像检测中,提出用离散傅里叶级数法和相关系数法进行热像序列处理,并与经典的四点法进行比较。研究结果表明,在蜂窝板脱粘缺陷的检测中,调制热像法的检测效果好于脉冲热像法。在调制热像法的信号处理中,离散傅里叶级数法和相关系数法的应用效果均好于四点法。在最佳调制频率下,以"调制热像-离散傅里叶级数"法进行蜂窝板脱粘缺陷的检测具有最大的缺陷探测能力。

复合材料调制热像检测的数值模拟

为了给复合材料结构的调制热波成像检测提供基础理论依据和操作参数窗口,用基于有限单元法的计算机数值模拟研究了复合材料层压板分层、脱粘的调制热像检测规律。分析了相位差与调制频率及缺陷深度的关系,提出了最佳检测频率、半高频带和盲频的预测方法,验证了利用盲频来估计缺陷深度的方法,提出利用最佳检测频率来估计缺陷深度的新方法。研究结果表明:最佳调制频率和盲频近似与缺陷深度的平方成反比;最大相位差及半高频带宽随缺陷深度的增大而减小;利用盲频和最佳调制频率都可以对缺陷深度进行定量估计,在缺陷深度为1~4mm的范围内,两种方法的估计误差分别在约9%和11%以内。