PDF《涡流脉冲热像检测中金属疲劳裂纹的生热分析》

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0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1 时间/ms 温度 / ℃ A B C Time/ms 图6被测对象上缺陷节点的温升变化曲线图 Fig.6 Temperature rise curves of defect nodes on the measured object

4 裂纹尺寸对裂纹生热的影响 为研究不同裂纹尺寸对裂纹生热的影响,本文制 作了一系列含有不同尺寸的疲劳裂纹试件,具体裂纹 编号及尺寸如表

3 所示. 表3被测试件裂纹尺寸及其编号 Table

3 Crack length and number of the tested part No. Length/mm No. Length/mm S1 0.42 S11 5.48 S2 1.71 S12 5.62 S3 1.99 S13 6.57 S4 2.18 S14 6.63 S5 3.45 S15 6.98 S6 3.47 S16 7.07 S7 3.90 S17 7.56 S8 4.64 S18 8.01 S9 4.87 S19 9.14 S10 5.26 S20 9.45 采用激励时间为

200 ms、激励强度为 100%、提 离距离为

10 mm 的检测条件对表

3 所示的裂纹试件进 行检测,为提高数据的可靠性,本文对每个试件进行 了3次重复实验,并取

3 次实验的平均值作为裂纹区 域的温升.裂纹区域的温升与裂纹尺寸的关系如图

7 所示,从图中可以看出:疲劳裂纹尺寸越大,裂纹区 域的温升就越高.

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8 9 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 Crack length /mm Temperature rise / ℃ Temperature rise vs. Crack length Curve fitting 图7被测对象上某缺陷节点的温度变化曲线图 Fig.7 Temperature curve of a defect node on the measured object

5 结论 本文以含疲劳裂纹的

45 钢平板试件为研究对象, 介绍了涡流脉冲热像检测的基本原理,建立了涡流脉 冲热像有限元模型,并搭建了涡流脉冲热像检测实验 系统,分析了涡流脉冲热像检测中裂纹生热的规律, Crack length/mm Temperature/ ℃ Time/ms Temperature/ ℃ Time/ms Temperature/ ℃ 第41 卷第4期Vol.41 No.4

2019 年4月孙吉伟等: 涡流脉冲热像检测中金属疲劳裂纹的生热分析 Apr.

2019 387 采用实验法揭示了裂纹尺寸对裂纹区域温升影响的 变化规律,得到的结论如下: 1)在通过涡流脉冲热像技术对试件进行检测时, 同一时刻越靠近裂纹根部的像素点,温升的最大值更 大,在激励过程中,裂纹区域的温升逐渐升高,当激 励结束时,裂纹区域的温升则具有逐渐下降趋势,并 且呈现先迅速后缓慢的下降速度;

2) 通过 COMSOL 软件可以实现涡流脉冲热像检 测的有限元仿真,仿真结果与实验结果一致;

3)对于同一检测条件下的检测,疲劳裂纹尺寸 越大,裂纹区域的温升就越高. 本文重点探究了涡流脉冲热像检测中裂纹的生 热特点,并分析了裂纹尺寸对裂纹生热的影响,对于 多检测条件下的裂纹生热等工作将在后续工作中进 行研究. 参考文献: [1] 潘孟春, 何S泽, 陈棣湘. 涡流热成像检测技术[M]. 北京: 国防工业 出版社, 2013. PAN Mengchun, HE Yunze, CHEN Dixiang. Eddy Current Thermal Non Destructive Testing[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2013: 11-12. [2] Ringermacher H I, Howard D R. Synthetic thermal time-of-fight(STTOF) depth imaging[C]//Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 2001: 487-491. [3] Abidin I Z, Tian G Y, Wilson J, et al. Quantitative evaluation of angular defects by pulsed eddy current thermography[J]. N........