碳纖維復合材料紅外無損檢測的數(shù)值模擬.pdf

1、本文采用ANSYS有限元軟件,對含有缺陷的碳纖維復合材料、不銹鋼9Cr18、鑄鋁ZL201以及鈦合金TC3進行了瞬態(tài)溫度場有限元模擬計算。計算分析了缺陷深度、大小、厚度、熱流強度、單脈沖和多次加熱等因素對碳纖維復合材料熱像溫度差、對比度的影響;分析對比了不同試樣材料和缺陷材料對熱像溫度差、對比度的影響。通過計算和分析,取得的主要結(jié)果和結(jié)論為:
　　(1)當試樣中含有表層缺陷、大缺陷、厚缺陷時,其對應的溫度差、對比度峰值較大,說明表

2、層缺陷、大缺陷、厚缺陷容易被檢測到,且具有較高的理論檢測靈敏度。
　　(2)加熱強度只改變熱像溫度差的變化,而對最佳檢測時間和對比度沒有影響。說明理論檢測靈敏度和最佳檢測時間與加熱強度沒有關系。
　　(3)對碳纖維復合材料,內(nèi)置不同大小、深度的空氣缺陷做定量分析后,結(jié)果表明,當加熱時間為0.05S,表面溫度差峰值為0.2℃時,表層大缺陷在被檢測時所需熱流量最小;而深層小缺陷在被檢測時所需熱流量最大。
　　(4)在總熱輸

3、入一定,通過改變加熱時間和熱流密度研究單脈沖的計算結(jié)果表明,加熱時間越短、熱流密度越大,越有利于檢測,且理論檢測靈敏度較高。在總熱輸入一定,通過改變兩次加熱量大小以及兩次加熱量中間冷卻時間的計算結(jié)果表明,間斷性加熱不利于檢測,且兩次加熱量的如何分配以及加熱量的連續(xù)性對理論檢測靈敏度影響很大。
　　(5)通過改變試樣材料、缺陷材料,計算分析了不同材料對熱像溫度差和對比度的影響。結(jié)果表明,鑄鋁ZL201其材料的缺陷相對較易檢測且具有較