刘海龙，郑 飞，吴海波

(1.湖南铁道职业技术学院轨道交通智能控制学院，湖南 株洲 412001；2.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240)

1 引言

挖掘机等重型装备和装甲装备在长期工作在恶劣严苛的环境作业期间，某些部位经受着交变应力的作用，使得某些关键部位易发生疲劳和磨损等损伤，在其表面或亚表面产生裂纹和分层等缺陷。若不能在缺陷产生初期进行有效的检测并及时修复，缺陷问题会进一步加重从而形成宏观裂纹并突然发生断裂等危险，这将极大的影响到装备安全和人员安全，轻者造成装备性能失效，既定无法顺利完成作业任务，重者造成人身伤亡。为避免此类事故造成的经济损失及人员安全隐患，有必要定期对关键部件进行缺陷检测。

超声红外热像技术[1-4]是一种以超声脉冲为激励源的红外热像技术，它通过激发接触面相对运动摩擦生热，利用红外热像仪捕捉被测对象表面温度信息，对疲劳裂纹等闭合类缺陷有突出检测效果，非常适合装备中的平板、轴、箱体等零部件的裂纹检测，其基本构成示意图，如图1所示。

图1 超声红外系统的构成示意图Fig.1 Schematic Diagram of Ultrasonic Infrared System

超声脉冲作用时间短，不受复杂结构的影响，可实现装备结构件的原位检测。因此，超声红外热像技术非常适用于装备中结构件的疲劳裂纹检测[5-7]。将以金属平板试件为研究对象，探索分析裂纹区域温度的空间与时间分布规律，进而总结出裂纹区域温度缺陷信号的判断标准，为今后超声红外热图像增强和缺陷特征信息的提取以及超声红外热像技术在挖掘机等重型装备和装甲装备的裂纹检测应用提供技术支撑。……