刘颖韬,郭兴旺,郭广平

(1.北京航空材料研究院,北京 100095;2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100083)

红外热像无损检测技术由于检测速度快、无污染和非接触,在复合材料制件的无损检测中应用越来越广泛。对红外热像无损检测进行建模分析,可以确定表面温度信号与制件几何参数、材料热物性参数、缺陷几何参数、缺陷热物性参数、边界条件和检测中的加热方式等因素的关系,有助于设计最佳的热激励方式及确定信号的最佳采集时段,有助于开发新的检测方法和数据处理方法。从而优化检测条件,包括热激励条件、数据采集时段和数据处理方法等。

在红外热像检测的建模分析方面,虽然国内外学者做了大量深入的研究,不仅对典型的一维模型、二维模型和三维模型进行了仿真研究[1-2],而且还进行了复杂模型的研究,如两个缺陷位置重叠的建模分析[3]、针对裂纹缺陷的建模分析[4]、用于地雷探测的复杂模型分析[5]、裂纹特征的建模[6]、混凝土缺陷的建模[7]、激励强度对检测的影响[8]和空腔自然对流对红外检测的影响[9]等。但是为了便于缺陷分析和定量评价,三维模型常常被简化为一维模型,从而忽略横向导热的存在,这样将引入误差。这种误差在什么情况下会带来怎样的影响,目前研究较少。它的影响依据所研究的内容有所不同,主要是影响对缺陷大小和埋深进行估算的准确性。笔者将通过建模对比分析,对模型简化引入的误差进行定量研究。……