碳纖維復(fù)合材料紅外無(wú)損檢測(cè)的數(shù)值模擬.pdf

1、本文采用ANSYS有限元軟件,對(duì)含有缺陷的碳纖維復(fù)合材料、不銹鋼9Cr18、鑄鋁ZL201以及鈦合金TC3進(jìn)行了瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元模擬計(jì)算。計(jì)算分析了缺陷深度、大小、厚度、熱流強(qiáng)度、單脈沖和多次加熱等因素對(duì)碳纖維復(fù)合材料熱像溫度差、對(duì)比度的影響;分析對(duì)比了不同試樣材料和缺陷材料對(duì)熱像溫度差、對(duì)比度的影響。通過(guò)計(jì)算和分析,取得的主要結(jié)果和結(jié)論為:
　　(1)當(dāng)試樣中含有表層缺陷、大缺陷、厚缺陷時(shí),其對(duì)應(yīng)的溫度差、對(duì)比度峰值較大,說(shuō)明表

2、層缺陷、大缺陷、厚缺陷容易被檢測(cè)到,且具有較高的理論檢測(cè)靈敏度。
　　(2)加熱強(qiáng)度只改變熱像溫度差的變化,而對(duì)最佳檢測(cè)時(shí)間和對(duì)比度沒(méi)有影響。說(shuō)明理論檢測(cè)靈敏度和最佳檢測(cè)時(shí)間與加熱強(qiáng)度沒(méi)有關(guān)系。
　　(3)對(duì)碳纖維復(fù)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(dāng)加熱時(shí)間為0.05S,表面溫度差峰值為0.2℃時(shí),表層大缺陷在被檢測(cè)時(shí)所需熱流量最小;而深層小缺陷在被檢測(cè)時(shí)所需熱流量最大。
　　(4)在總熱輸

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