一、脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析（论文文献综述）
于真波[1]（2021）在《不锈钢电阻点焊质量红外无损检测研究》文中进行了进一步梳理随着生活水平的提高,轨道交通成为满足人们不断增长的便捷出行需求的重要交通工具。在轨道交通发展中,不锈钢轨道客车以其轻量化、维护周期长等优点成为发展最快的轨道交通载具之一。为实现不锈钢轨道客车车体的轻量化,主要采用薄板拼装焊接结构。电阻点焊是不锈钢车体制造的主要焊接工艺,每辆车体有高达4～5万个点焊焊点,是不锈钢车体焊接制造的关键工艺,其焊接质量亦关系车体的制造质量。因而对点焊质量高效检测与评估,对保障车体的安全性具有重要意义。对不锈钢车体点焊质量的无损检测与评估,传统的检测方式包括射线检测、超声探伤等检测方法,受被检测件检测条件及检测方法本身局限性限制,难以实现高效率、高比例检测。因而基于红外热波检测方法具有高效、大面积、非接触、可远距离检测的优点,在不锈钢车体电阻点焊质量无损检测中,具有重要的学术及应用价值。本文基于COMSOL软件建立不锈钢点焊的红外无损检测模型,对不锈钢电阻点焊在瞬时脉冲热激励条件下的热传导过程进行仿真分析,进而研究不同熔核直径、不同缺陷类型等条件下,表面温度分布的特点以及影响热波检测的因素。通过仿真分析,揭示了红外检测的原理,为定量分析熔核尺寸及缺陷信息提供了重要的理论依据。在红外无损检测中,图像处理技术是检测技术的核心。对得到的原始图像数据,利用数据的拟合、压缩和重建等方法,达到降低时域噪声,减小热量分布不均匀的影响,并通过图像序列的配准与增强技术,提升图像识别的精度,并进行图像分割和边缘检测,最终达到对热波图像的缺陷特征提取及定量识别。因此,如何提升图像的信噪比和清晰度,提高对比度,使图像的边缘显现出来,并通过图像分割技术对目标区域进行提取,将是点焊定量分析和缺陷识别的重点。通过建立数据处理程序,对红外热图进行自动的增强、检测与分割,并完成对点焊熔核的定量计算与质量评估,完成课题预设的质量评估与缺陷识别目标。并通过金相测试得到实际直径尺寸,计算测试值与实测值的误差,并分析误差产生原因。试验结果表明,对于点焊质量的评估,本文建立的试验平台具有较高的可靠性。
李翰超[2]（2021）在《基于涡流无损检测数据的金属构件疲劳裂纹扩展预测方法研究》文中提出金属材料或构件在加工、装配和服役过程中,在外界环境和载荷的共同作用下,会在金属材料或构件中产生疲劳裂纹。疲劳裂纹为在自然状态下产生的真实裂纹,与人工裂纹相比,壁面更为复杂,检测信号更加微弱,因此如何实现对其无损检测是该领域面临的一个难题。如何结合各种检测技术的优势,确定合理的复合检测方案,实现对金属表面疲劳裂纹的快速定位、准确测量,也是一个亟待解决的问题。此外,在含疲劳裂纹的金属构件寿命预测研究中,现有各类预测模型存在计算量大、预测准确性较低的问题,尚未采用十分有效的算法研究加载条件、试件厚度和材料特性对金属表面自然疲劳裂纹扩展过程的影响,并以此根据疲劳裂纹深度预测含裂纹金属构件的疲劳寿命。为此,本文针对以上疲劳裂纹研究中存在的问题,采用三点弯曲试验加工了含有疲劳裂纹的试件,并通过脉冲涡流热成像技术和脉冲涡流技术对疲劳裂纹进行检测;根据两种技术在检测疲劳裂纹上的优势和不足,提出了针对疲劳裂纹的脉冲涡流热成像和脉冲涡流无损检测技术的复合无损检测方法,并结合基于遗传算法的BP神经网络,不仅可快速定位疲劳裂纹位置,还可自动化实现对疲劳裂纹深度的精确测量;利用比例边界有限元（SBFEM）方法求解速度等方面的优势,深入研究了加载条件、试件厚度和材料特性对疲劳裂纹扩展过程的影响。最终通过对金属表面裂纹深度的检测结果,实现了对疲劳裂纹扩展行为和疲劳寿命的预测,建立了无损检测与疲劳寿命预测的桥梁。本文的主要研究内容如下:1.通过三点弯曲试验制备含疲劳裂纹的金属试件通过ABAQUS建立裂纹扩展仿真模型,研究了三点弯曲试验参数对金属构件疲劳裂纹深度的影响;构建三点弯曲试验平台,并通过预制人工裂纹在缺陷尖端形成应力集中,实现疲劳裂纹萌生和扩展;采用高分辨率图像采集设备和图像识别软件,采集不同循环次数下疲劳裂纹深度,并建立了循环次数和疲劳裂纹深度之间的对应关系。该部分研究一方面为生成一定深度的自然疲劳裂纹提供实验基础,另一方面也为本论文第三章和第四章提供实验样件。2.基于脉冲涡流热成像技术的疲劳裂纹快速定位方法研究构建脉冲涡流热成像平台。该平台基于电磁感应加热原理,利用金属构件中疲劳裂纹对电涡流分布的扰动,进而对温度场的扰动,对含自然疲劳裂纹的试件进行红外成像;提出利用相邻像素的值及其之间的相关性来计算像素值的方法,对热成像图像进行处理,提升自然疲劳裂纹的识别精度;分析预制裂纹处、疲劳裂纹处以及无裂纹处温度变化,提出自然疲劳裂纹的定位方法,并通过实例分析了定位精度。3.基于脉冲涡流检测的疲劳裂纹深度定量检测方法研究本文首先对含有裂纹金属构件脉冲涡流检测系统进行建模和仿真,获取检测线圈Z轴磁感应强度与裂纹深度之间的映射关系;然后构建脉冲涡流检测平台,并基于该平台和第二章加工的含不同深度的疲劳裂纹试件获取脉冲涡流无损检测电压与裂纹深度的定量关系;为考察自然疲劳裂纹和人工裂纹对脉冲涡流信号影响的不同,研究了脉冲涡流探头在疲劳裂纹上的放置位置对检测结果的影响;最后通过Matlab获取疲劳裂纹定量检测的标定曲线,根据检测电压逆向评估了疲劳裂纹的深度,并与裂纹的真实深度进行对比,并分析误差来源。4.脉冲涡流热成像与脉冲涡流检测复合的疲劳裂纹的定量检测方法研究脉冲涡流热成像可通过一次成像获取多个裂纹的精确位置,脉冲涡流无损检测技术可实现对疲劳裂纹深度的精确检测。为此,本文利用三维电移动平台控制系统将脉冲涡流热成像、脉冲涡流无损检测两种检测技术进行复合。通过脉冲涡流热成像技术实现对金属构件中自然疲劳裂纹定位,并将定位信息传输给三维电移动平台,三维电移动平台精确控制脉冲涡流定量检测探头,并将其定位在缺陷的正上方,从而实现对金属表面疲劳裂纹的自动、快速、准确检测;为提高自动定量检测精度,本文采用基于遗传算法的BP神经网络技术,用脉冲涡流检测实验数据和仿真数据作为训练样本,训练出反映检测电压与裂纹深度之间函数关系的映射模型,并对模型的误差进行验算,证明了该模型可有效减小疲劳裂纹电磁无损检测的测试误差。5.疲劳裂纹扩展行为研究和疲劳寿命预测本文采用比例边界有限元方法,深入探讨加载条件、试件厚度和材料特性对疲劳裂纹扩展过程的影响,提出了基于试验数据的疲劳裂纹扩展行为和疲劳寿命预测模型;接着采用公开算例数据对该模型的有效性进行验证;最后通过疲劳裂纹深度的无损检测数据,对本文的脉冲涡流检测模型和扩展行为预测模型进行验证,分析了预测误差,证实了基于涡流无损检测数据的金属构件疲劳裂纹扩展预测方法的有效性,以此搭建了无损检测与金属构件疲劳寿命预测的桥梁。
高治峰[3]（2020）在《7075铝合金疲劳裂纹的振动红外热成像检测研究》文中指出铝合金因密度低、强度高、塑韧性好、抗腐蚀性良好等优点被广泛应用在航空航天、交通运输等重要工业领域,如飞机、卫星、铁路客车等都有铝合金的应用。但航空航天飞行器在每次飞天往返过程受到往复交变应力、空气摩擦等影响下易产生缺陷,常见的如疲劳裂纹。若服役中的设备缺陷检测不及时,会造成缺陷一步扩大,严重者会产生裂纹失效,造成巨大的经济损失以及安全事故,因此对于缺陷的检测极为重要。而振动红外热成像检测技术对疲劳裂纹适用性较强,对微裂纹检测效果较好,所以本文主要研究红外检测中振动红外热成像检测技术对航空航天领域常用的7075铝合金疲劳裂纹的检测。本文采用有限元模拟与红外实验结合的方法,从激励参数、检测参数和裂纹参数三方面对铝合金疲劳裂纹进行检测。利用模拟来探究激励参数和生热的关系,研究了检测参数对检测效果的影响,探讨了裂纹参数以及裂纹两侧的振动幅度与生热的关系。主要结论如下:（1）数值模拟表明:振动红外热成像技术在检测时受激励振幅的影响较大,裂纹处的生热和振幅成线性正相关。激励频率对裂纹处的生热规律不明显,但生热较大时其振型较为剧烈。随着激励时间的增加裂纹处生热也会增加,但到了一定时间不在增加,因此选择1s左右的激励时间。（2）实验结果表明检测参数对裂纹生热影响较大:当激励功率大于90V以上时,裂纹能较好的识别,发现功率越大裂纹越明显,得到的热图越清晰,检测效果越好,功率小于90V时则很难识别这类裂纹。当功率一定时,裂纹处的生热量会随着预紧力的增大呈现先上升后下降的趋势,实验发现预紧力在40～50N检测效果最佳。当激励功率和预紧力一定的情况下,激励位置对生热影响较大。激励源的位置距离裂纹较远时检测效果较差,但也不是距离裂纹越近越好,在裂纹两侧15mm处检测效果较好。当改变激励位置时,侧面激励的检测效果略好于正面激励,两种激励方式都能较好的检测出薄壁铝合金的疲劳裂纹。（3）裂纹参数的研究表明:在本课题选定的实验条件下裂纹处的生热量和裂纹长度成正相关,当裂纹长度一定时,裂纹面粗糙度与裂纹区域生热量之间呈现正相关的线性关系。测振实验发现激励过程中裂纹两侧的振动幅度会发生很大的变化,裂纹两侧波形存在速度差使得两个裂纹面存在相对运动,从而使得产生接触生热。将检测后的裂纹面在SEM下观察,能明显观察到摩擦的痕迹。对实验后对裂纹处出现的黑色粉末进行能谱分析,发现其主要元素为7075铝合金的成分,表明生热机制为摩擦生热。
谭帅帅[4]（2020）在《基于增强图像处理的混凝土红外检测技术研究》文中提出混凝土在浇筑以及服役的过程中,由于施工工艺参差不齐、持续受到温度、湿度、外力等荷载的作用以及材料本身具有收缩、徐变的性质,使得其表面及内部容易产生缺陷,进而影响工作性能。如何科学、高效地检测混凝土内部的缺陷情况是工程界和学术界的热门课题,红外热像检测由于其方便快捷的优点,在材料无损检测中得到了广泛的应用,由于混凝土材料是不良导体,红外热像检测方法在混凝土中应用精度不高。本文在红外热成像无损检测技术的基础上,将理论研究、试验分析、图像处理技术相结合,依照技术路线图开展了基于增强图像处理的混凝土红外检测技术研究,主要研究内容如下:（1）通过对目前混凝土内部缺陷检测方法、红外热成像技术以及数字图像处理技术所取得的研究成果进行梳理和总结,提出了将图像增强处理与红外热像法相结合,共同应用于混凝土内部缺陷检测的方法,并对相关理论以及技术原理进行阐述。（2）开展了基于辐射热源的混凝土内部缺陷检测试验。该试验通过脉冲加热以及日光加热两种方式,对内部含有不同类型缺陷的混凝土表面进行热激励,以此来研究混凝土试件在降温（脉冲加热）、升温（日光加热）过程中表面温度的变化以及内部缺陷的反映情况。试验验证了红外热像法在不同加热条件下对于混凝土内部缺陷检测的有效性,并通过将不同加热方式对于各缺陷所取得的检测结果进行对比,得出混凝土内部缺陷的成像规律以及不同加热方式、缺陷类型对于检测结果的影响程度、初步确定了红外热像法的最大检测深度,以便根据实际情况合理选用加热方式。同时,还对检测过程中发现的一些问题进行了梳理和归纳,为后续检测结果的优化处理以及数据分析提供依据。（3）针对红外检测试验过程中所暴露出的问题进行算法优化。将热像图重构、图像变换、边界条件修正、直方图均衡化等多种数字图像处理方式相结合,对各组试验所得结果进行优化处理,提高了混凝土内部缺陷的识别效果,增加了缺陷有的效检测深度,同时使得缺陷轮廓的反映更加准确。通过优化效果评估,将通过不同处理方式获取的缺陷图像的均方根对比度、缺陷面积与初始状态进行对比,得出不同类型算法在不同检测条件下对于不同缺陷的优化效果,明确了其应用范围以及局限性。
韦金凤[5]（2020）在《热障涂层界面缺陷的红外热成像无损检测与定量表征研究》文中研究表明应用热障涂层技术可有效提高航空发动机高温部件的承温能力。热障涂层具有复杂的多层结构,且其服役环境极端恶劣,使得涂层在服役过程中极易产生裂纹、脱粘等界面缺陷,这些缺陷的进一步扩展将导致涂层发生剥落失效,严重威胁了热障涂层在涡轮叶片上的安全应用。因此,开展热障涂层内部缺陷尺寸与位置的定量表征研究,对于降低发动机的事故损失至关重要。长脉冲红外热成像技术（LPT）是一种安全可靠、经济、无接触的无损检测方法,可以高效表征材料内部缺陷的状态。本课题基于LPT技术对含预制盲孔缺陷和界面缺陷的大气等离子喷涂（APS）热障涂层试样进行检测,通过运用主成分分析法、减拟合背景等图像处理技术降低了红外热图中的噪声,去除了加热不均对红外热图中缺陷识别的影响,建立了含界面缺陷热障涂层的一维热传导模型,通过对比不同尺寸缺陷处温度分布解析解与实验测得的温度分布结果,得到了模型尺寸参数与缺陷实际尺寸间的定量关系,实现了通过红外热图中缺陷处的温度分布对界面缺陷横向尺寸进行定量表征。主要研究内容如下:（1）采用APS方法在合金基底表面制备热障涂层,通过电火花加工方法在基底底面预制不同直径的圆柱形盲孔缺陷。开展了热障涂层盲孔缺陷的红外无损检测研究,提出了一种降低图像噪声的减背景红外图像处理方法,通过对涂层表面缺陷位置处的温度数据进行高斯函数拟合,得到了拟合参数和缺陷直径间的定量关系,实现了直径低至4 mm热障涂层盲孔缺陷的定量表征。（2）采用电火花加工方法在合金基底表面预制不同尺寸的圆柱形凹坑,以黄铜填平凹坑,完成界面缺陷的预制,在其表面沉积APS热障涂层。开展了热障涂层界面缺陷的红外无损检测研究,通过主成分分析法从红外序列图中提取了包含大部分温度信息的图像,并对提取的红外图像进行减拟合背景的图像算法处理,消除了激励源加热不均对红外热图中缺陷识别的影响。分析发现,当缺陷尺寸大于6 mm,缺陷处温度曲线呈带平台特征,平台宽度随缺陷尺寸减小而减小,当缺陷尺寸小于6 mm时,平台消失,缺陷处温度曲线呈拱形。（3）构建了含界面缺陷热障涂层试样的一维热传导模型,通过对比含不同尺寸缺陷热障涂层的温度分布解析解与实验测得的温度分布结果,得到了模型的尺寸参数与缺陷尺寸间的定量关系。再将模型解析解与未知尺寸缺陷的温度数据进行拟合对比,确定此缺陷在模型中的尺寸参数,结合模型尺寸参数与缺陷尺寸间的定量关系,实现了直径低至2 mm热障涂层界面缺陷的定量表征。
曹晓晗[6]（2020）在《基于ECPT热图像的裂纹缺陷量化算法研究》文中指出无损检测是在不破坏被检对象的前提下,可以对被检对象内部及表面的构造、物理性质和状态进行检测。该技术对于保障产品质量和设备安全服役等方面具有重大意义。涡流脉冲热成像检测技术（Eddy Current Pulsed Thermography,ECPT）是一种新兴的瞬态涡流检测技术。因其具有频谱宽,灵敏度高,检测速度快,检测面积大,易于定量计算等优点,所以该技术在金属材料的无损检测与评估中具有良好的应用。目前有关于脉冲涡流热成像检测技术的研究中,大多数都是针对于热图像中缺陷的识别和增强。因此,本文立足于脉冲涡流热成像检测技术,针对于被检试件的表面裂纹,探究温度分布与裂纹深度之间的关系。此外,结合计算机视觉,从数据统计的角度来设计裂纹缺陷边界检测和定位算法,进而对裂纹缺陷的宽度,长度进行检测,为工业中缺陷量化的应用提供参考。本文的研究内容如下:1)不同深度的裂纹缺陷建模仿真和分析。通过对被检对象进行建模,使用有限元分析法求解模型温度的收敛值,可以深入探究影响试件表面温度场分布的影响因素。通过组内对比分析,对裂纹缺陷的深度和亚表面缺陷的埋藏深度与热特征分布之间的定性关系进行了研究。2)裂纹缺陷的边界检测和定位算法设计。通过热特征提取方法对热图像上的裂纹缺陷进行提取。结合计算机视觉,设计一种能够在小范围内对裂纹缺陷的边界进行检测定位的算法。该算法通过降维的方法将二维图像信息转换为一维的数组信息,大大提高了图像信息的集中程度。然后改进差分算法,通过比较相邻的差分值,使之能够自动寻找最优的梯度值,进而提高了该算法对梯度值的敏感程度,尤其是微弱的梯度信号。该算法被用来定位裂纹缺陷边界在像素级上的范围,并且统计裂纹缺陷在宽度上的像素信息以进行量化研究。3)裂纹缺陷的分离和线性抽象。利用图像融合的方法来剔除冗余的温度信息,保留关键的缺陷信息,提高了缺陷的被检测能力。有助于提高图像分割的精确性。此外,通过图像细化针对裂纹缺陷的线性特征,进行骨架提取,将裂纹缺陷抽象为单像素的线性模型。本文通过仿真与实验研究,探究了裂纹缺陷对于被检对象表面温度场的影响。同时阐述了亚表面缺陷的埋藏深度对于被检试件表面温度的峰值时间的影响。并且改进差分算法,提出一种基于数据统计的边界检测定位算法。最后提出一种针对于裂纹缺陷长度的量化评估方案。该方案能够准确将裂纹从热图像中分离出来。并且通过图像纹理的细化算法来提取裂纹缺陷的骨架,进而量化该缺陷的长度。最后将本文中的算法应用到热图像的处理上,验证该算法的有效性。
张午阳[7]（2019）在《混合结构的低功率超声红外热像检测技术研究》文中研究表明纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,FRP）由于具有强度高、耐腐蚀性好、电绝缘性能好等优点,经常被用来作为加固修复材料,广泛应用于土木工程、交通运输、航空航天等多个工业领域。然而在此类加固修复混合结构的生产、使用和维护过程中,容易产生各类内部缺陷,这些缺陷在表面难以观察,却对结构的强度产生较大影响,甚至导致结构失效,因此开展对于此类结构的无损检测技术研究具有重大意义。低功率超声红外热像检测技术（Low-power vibrothermography,LVT）是近年来快速发展的一种无损检测技术,以其选择性加热、检测速度快等优点得到广泛关注。本文主要研究利用该技术对两种应用广泛的FRP加固修复混合结构——玻璃纤维复合材料-碳纤维复合材料混合结构（GFRP-CFRP hybrid structure）和碳纤维复合材料-钢混合结构（CFRP-Steel hybrid structure）开展检测可行性研究。从理论分析和电-机-热耦合模拟出发,首先利用ABAQUS软件建立低功率超声红外热像技术进行结构检测的有限元仿真模型,探究此技术对于非混合结构缺陷检测的理论可行性;其次将模型应用于玻璃纤维复合材料-碳纤维复合材料混合结构板的检测,分别探究激励模式、激励电压与激励频率对表面温度场的影响,研究脱粘、裂纹缺陷对温度场分布的影响规律,并研究缺陷的三维特征对于检测效果的影响;再次将模型应用于碳纤维复合材料-钢混合结构板的检测,探究检测条件对检测结果的影响,为实际检测实验提供理论指导。搭建低功率超声红外热像检测系统,首先针对低功率导致检测效果不佳提出一种新的寻找局部共振频率（Local defect resonance,LDR）的方法——扫频一阶导数法。利用脱粘缺陷的检测结果验证此方法的有效性,并说明此方法对于现有方法的优势;其次开展低功率超声红外热像检测技术对玻璃纤维复合材料-碳纤维复合材料混合结构板的检测实验。通过检测结果分析得知,此技术可快速高效检测出该材料上存在的材料间脱粘缺陷和基体表面裂纹缺陷,检测灵敏度高。从实验的角度对各种检测条件进行优化,并验证有限元分析中对于检测条件的探究结果;再次利用得到的最优化检测条件,开展此技术对碳纤维复合材料-钢混合结构板的检测实验,验证检测有效性;最后将检测结果与其他红外检测方法结果进行对比,说明此技术对于其他红外检测方法的优势。将玻璃纤维-碳纤维混合结构抽油杆作为混合结构的工程应用实例,将低功率超声红外技术应用于实际工程检测。搭建抽油杆检测的有限元模型,模拟工作过程中产生的疲劳裂纹缺陷,从模拟角度探究对于此类结构缺陷的检测可行性。利用有限元模型探究多个检测条件对于检测结果的影响,得到此技术对于抽油杆检测的最优检测条件。开展对于抽油杆的低功率超声红外热像实验研究,验证有限元模型的有效性,并从实验角度得出此技术对于抽油杆结构缺陷检测的可行性。
马廷婕[8]（2019）在《基于红外成像的水泥混凝土路面脱空定量检测方法研究》文中研究表明水泥混凝土路面是我国道路建设中常见的路面形式,早在沥青混凝土路面推广之前就已经被广泛应用于各类道路设计与施工中。近年来国家大力推动城市化发展进程,水泥混凝土以其路用性能较优、造价低廉且养护费用较低等优点,仍被广泛运用于省道及乡村道路建设。水泥混凝土路面与其他路面类型一样,在使用过程中由于自然环境和行车荷载的影响会产生多种路面病害,从而严重威胁道路行车安全。路面脱空就是其中一种存在隐蔽,不易于被发现,但对路面结构影响较大的病害类型。路面检测与安全评估可以发现道路安全隐患,为路面养护、维修、改建、扩建提供依据。传统的路面脱空检测方法效率低、精确度低、耗费人力多,甚至存在安全隐患,所以寻找一种安全快速且经济的路面脱空检测技术将满足路面检测领域潜在的需求并带来社会经济效益。红外检测技术具有高效、安全、快速、检测范围大的特性,但由于红外检测技术在土木工程检测领域起步较晚,加之路面结构的复杂性,红外检测技术在路面检测中的研究明显少于在其他材料结构中的检测研究。本文将采用理论研究、模拟分析、实验论证相结合的方式对水泥混凝土路面脱空的红外无损检测技术进行如下研究:（1）研究并分析水泥混凝土道路内部脱空病害成因及既有脱空检测技术;（2）在热辐射理论基础上分析路面红外检测技术的原理和检测步骤;（3）以传热学基本理论为基础,研究分析水泥混凝土路面的热工性能、传热形式及脱空病害会对路面热传导造成的影响;（4）采用有限元方法分析内部脱空病害面积、厚度、形状、介质及外界环境等各类因素对道路传热情况的影响,形成红外无损检测的理论基础;（5）使用红外成像仪现场检测水泥混凝土路面脱空病害,获取红外热像图,与模拟结果对比分析,验证红外无损探测技术在脱空病害检测应用中的可行性并试图寻找一种确定脱空面积的简易方法。
王晨聪[9]（2019）在《碳纤维复合材料红外无损检测技术研究》文中研究说明碳纤维复合材料（简称CFRP）是目前性能最好的高温防护材料之一,由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料,由于其具有高强度、隔热性、耐高温及优良的辐射性能,近年来在动力机械、航空宇航等高温、高热流环境中运用广泛。尽管CFRP有着广阔的应用前景,但碳纤维复合材料因其结构复杂,在生产和使用的过程中容易产生脱粘、空隙等缺陷,这足以影响其性能和寿命,甚至造成严重危害。因此,利用无损检测技术对其进行实时检测和评估十分有必要。红外无损检测技术（简称NDT）凭借检测效率高、易操作、非接触性等优点,为CFRP平底孔试件缺陷检测提供了一种新方法。本文首先阐述了CFRP脉冲激励红外无损检测的理论基础,给出了脉冲激励下的热传导以及表面温度场分布的理论推导,随后利用三维有限元模拟软件（COMSOL?）在脉冲激励下对碳纤维复合材料（CFRP）层板进行了仿真,得到了在不同时刻碳纤维复合材料（CFRP）表面的温度场分布,并对这些图像序列进行分析,给出了不同缺陷直径和缺陷深度的情况下,表面温差和对比度随时间变化的曲线图,分析了不同缺陷深度以及直径等对缺陷检测效果的影响。最后,本文结合常用图像序列处理算法,提出了马尔科夫-独立成分分析法,这一种新的图像序列处理算法。该方法主要利用马尔科夫链当前状态只与上一状态有关,而与之前所有的状态无关的性质对图像序列进行重构。然后利用独立成分法对图像序列进行分离,分离出有用的信息和噪声,以此来提高缺陷检测的灵敏度。本文选取了试件一和试件二两块不同的CFRP板进行了检测,得到了两组不同的图像序列,并在此基础上验证本文提出的马尔科夫-独立成分法。同多项式拟合、SVD分解、脉冲相位以及独立成分分析等算法相比,本文提出的马尔科夫-独立成分分析法视觉效果最好,对缺陷检测的灵敏度更高,同时对噪声抑制能力强。对试件二的处理结果进行定量分析也可以发现,经过马尔科夫-独立成分分析法处理后的图像在几种算法之中拥有最高的信噪比。验证本文提出的马尔科夫-独立成分分析法相对于多项式拟合、SVD分解等算法具有一定的优势。
罗聪聪[10]（2019）在《基于激光热激励红外热成像FRP加固结构界面损伤无损检测》文中认为FRP复合材料,具有自重轻,抗腐蚀性强,施工方便,且耐热性和耐久性良好等优势,近年来在土木工程中的结构柱、墙、梁、板及面板的抗震及补强加固应用越来越广泛。但是由于施工技术、黏合剂的质量、环境状况的恶化等原因,在FRP加固混凝土构件分界面中常常会出现剥离损伤通常称为剥离损伤层。针对在使用过程中的FRP加固混凝土构件的剥离损伤层有多种损伤检测方法,其中红外热成像检测技术与其他无损检测技术相比,具有操作简单、检测范围广等优点而被广泛使用。但传统热源激励的红外热成像存在资源消耗大,测量精度随着加热距离的增加下降很快,且无法检测到较远距离（一般小于2 m）FRP加固结构剥离损伤,为了解决这个问题,本文提出基于线激光热激励来实现远距离、高准确和低功耗红外热成像法来对剥离损伤的定位,通过相应的数值分析和实验研究,论证本方法对基于线激光热激励加固板界面剥离损伤定位的可行性和准确性。本文介绍了红外辐射定律以及主动红外热成像技术原理,提出了红外热成像法的结果评估参数。使用移动扫描线状激光热源定位FRP板加固构件剥离损伤的方法,推导了激光热激励下的加固试件表面温度场的分布公式,继而得出试件表面无损区与损伤区温度差方程。分析激光波在大气传中播的大气吸收特性,研究在不同的激光器功率、FRP加固层数对加固试件表面损伤以及无损区域表面温度差的影响。在红外热成像法的基础上,通过考虑红外热像仪的获取表面温度的原理以及最小分辨率的基础参数,计算在线激光热激励下能分辨出试件剥离损伤的最大检测距离。通过COMSOL有限元分析软件进行数值模拟。首先针对单一材料的混凝土板内部孔洞损伤进行三维数值分析,旨在于（1）验证带有损伤的单一材料有限元模型的正确性,（2）验证本方法及传统热源激励法对位于浅表损伤的可测性,为FRP加固混凝土界面损伤检测奠定理论基础。然后对损伤大小、损伤埋置深度、热源与试件表面距离等因素进行了讨论。结果表明本方法能很好的识别混凝土内部的损伤,随着损伤的埋置深度的加大,混凝土板的表面热谱图趋于模糊,在损伤埋置深度小于3 mm时,本方法可以清晰分辨出内部孔洞的位置;在4 mm-5 mm的埋置深度区间内,本方法已不适用检测该类深度的损伤。同样相对于传统热源激励法,本文提出的方法可大幅提高加热距离,对于相同大小、埋置深度损伤的识别能力,线激光热源较于传统热源具有明显优势。建立含有剥离层FRP加固混凝土板模型,在不同加固FRP层数下对不同大小的损伤工况分析,分别使用本文提出的线激光热激励法与传统热源激励法的方法进行数值模拟,在热源能耗上经过对比发现:在相同加热距离与时间下,线激光热源（15 W）能耗比传统热源（3000 W）更小,损伤检测定位的准确性却高于传统热源;并且随着加热距离的增加,传统热源下的试件表面热谱图趋于模糊,而线激光热激励依旧可清晰辨别出损伤位置;本方法能判断损伤的位置,相对于传统方法,能够识别远距离损伤且提高了检测准确性。搭建实验平台,制作FRP加固混凝土试件,介绍对实验数据处理的方法,探究两种热源激励方法下不同大小损伤、不同加固层数工况下加固试件的表面温度分布,通过对经滤波处理的实验试件最后表面热谱图来分析两种方法的优劣性。实验结果说明两个高能卤素大灯传统热源（每个2500 W）在加热距离大于3 m时基本失去了对1-3层FRP加固混凝土板下的不同大小剥离损伤的可检测性,而15 W线激光热源在加热距离为5 m时依旧保持对1-3层加固层数下不同大小损伤位置的检测能力。得到的实验结果和有限元结果基本一致,论证了本文提出线激光热激励方法的理论和实验可行性。说明了本方法在大大降低能耗的同时克服传统方法对加热距离上与剥离损伤大小检测准确度的不足,更有利于工程上不便甚至不能近距离检测FRP加固结构剥离损伤的识别。
二、脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析（论文提纲范文）
（1）不锈钢电阻点焊质量红外无损检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 电阻点焊无损检测研究进展 |
| 1.2.1 射线检测 |
| 1.2.2 超声检测 |
| 1.2.3 红外无损检测 |
| 1.3 红外无损检测技术发展及现状 |
| 1.4 红外无损检测热激励技术的发展 |
| 1.4.1 电磁感应激励 |
| 1.4.2 超声波激励 |
| 1.4.3 激光激励 |
| 1.4.4 脉冲热激励 |
| 1.5 红外数据图像处理技术 |
| 1.5.1 图像增强 |
| 1.5.2 图像融合与分离 |
| 1.5.3 图像分割 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料与试件的制备 |
| 2.2 电阻点焊接头红外检测系统 |
| 2.2.1 检测系统的组成及工作原理 |
| 2.2.2 瞬时高能量集中加热器 |
| 2.2.3 工业计算机 |
| 2.2.4 红外热像仪 |
| 2.3 检测系统控制软件 |
| 2.4 点焊熔核红外检测模拟标块制备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不锈钢点焊红外检测有限元仿真研究 |
| 3.1 有限元分析及COMSOL软件简介 |
| 3.2 瞬时脉冲激励红外无损检测理论分析 |
| 3.2.1 导热微分方程 |
| 3.2.2 脉冲激励条件下的瞬态热传导分析 |
| 3.3 建立有限元仿真模型 |
| 3.3.1 不锈钢点焊接头物理模型 |
| 3.3.2 初始条件及边界条件 |
| 3.3.3 划分网格及求解 |
| 3.4 不锈钢点焊接头热脉冲红外检测仿真结果及分析 |
| 3.4.1 不锈钢点焊接头脉冲热激励温度分布仿真分析 |
| 3.4.2 点焊熔核尺寸对温度场分布特征影响分析 |
| 3.4.3 点焊缺陷红外热波检测模拟结果 |
| 3.4.4 缺陷深度对热激励温度场影响分析 |
| 3.4.5 其他因素对红外热波检测精度的影响 |
| 3.5 缺陷最佳检测时间的确定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 不锈钢电阻点焊红外检测试验研究 |
| 4.1 脉冲红外热成像基本方法 |
| 4.1.2 不锈钢点焊红外无损检测流程 |
| 4.2 红外热图像序列处理结果与分析 |
| 4.2.1 红外热波检测试验数据采集 |
| 4.2.2 点焊红外热波检测过程分析 |
| 4.2.3 红外图像数据处理 |
| 4.3 图像增强 |
| 4.3.1 三次样条插值法图像处理 |
| 4.3.2 高斯滤波增强 |
| 4.3.3 中值滤波图像增强 |
| 4.4 边缘检测与图像分割 |
| 4.4.1 基于分水岭的图像分割方法 |
| 4.4.2 基于梯度边缘检测 |
| 4.4.3 图像二值化的阈值分割 |
| 4.5 图像处理结果 |
| 4.6 检测效果试验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于红外热波无损检测的点焊熔核质量评估 |
| 5.1 不锈钢点焊红外无损检测试验 |
| 5.2 点焊熔核红外检测试验标定 |
| 5.2.1 红外图像像素当量标定 |
| 5.2.2 标定试块检测结果 |
| 5.3 不锈钢点焊直径定量分析试验 |
| 5.3.1 点焊熔核尺寸评估算法实现 |
| 5.4 不锈钢点焊熔核直径红外检测验证试验 |
| 5.5 不锈钢点焊红外检测误差分析 |
| 5.6 点焊缺陷红外无损检测试验 |
| 5.6.1 点焊虚焊缺陷红外无损检测试验 |
| 5.6.2 点焊板材间飞溅缺陷红外无损检测试验 |
| 5.6.3 点焊熔核裂纹缺陷红外无损检测试验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于涡流无损检测数据的金属构件疲劳裂纹扩展预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 疲劳裂纹无损检测方法与现状 |
| 1.2.1 自然疲劳裂纹的研究现状 |
| 1.2.2 脉冲涡流热成像检测和脉冲涡流无损检测 |
| 1.2.2.1 脉冲涡流热成像检测 |
| 1.2.2.2 脉冲涡流无损检测技术 |
| 1.3 疲劳裂纹扩展行为预测国内外现状 |
| 1.3.1 疲劳裂纹扩展行为的国内外研究现状 |
| 1.3.2 比例边界有限元法研究现状 |
| 1.4 目前研究中存在的主要问题 |
| 1.5 论文主要章节安排和创新点 |
| 1.5.1 论文主要章节安排 |
| 1.5.2 论文主要创新点 |
| 第二章 制备含疲劳裂纹的金属试件 |
| 2.1 金属构件疲劳裂纹的制备原理 |
| 2.2 基于ABAQUS的金属构件疲劳裂纹萌生及扩展仿真 |
| 2.2.1 ABAQUS |
| 2.2.2 疲劳裂纹萌生及扩展仿真模型 |
| 2.2.3 疲劳裂纹萌生及扩展仿真结果 |
| 2.3 金属构件疲劳裂纹制备实验平台 |
| 2.4 三点弯曲试验中疲劳裂纹扩展情况 |
| 2.4.1 疲劳裂纹扩展情况观测 |
| 2.4.2 疲劳裂纹扩展情况测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于脉冲涡流热成像方法的自然疲劳裂纹快速定位方法研究 |
| 3.1 脉冲涡流热成像检测理论基础 |
| 3.2 脉冲涡流热成像实验平台 |
| 3.2.1 脉冲激励信号发生系统 |
| 3.2.2 脉冲涡流热成像信号采集系统 |
| 3.3 脉冲涡流热成像处理算法研究 |
| 3.4 疲劳裂纹的脉冲涡流热成像及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于脉冲涡流检测技术的自然疲劳裂纹深度定量检测方法研究 |
| 4.1 脉冲涡流技术检测理论基础 |
| 4.1.1 脉冲涡流技术检测原理 |
| 4.1.2 脉冲涡流无损检测中的趋肤效应 |
| 4.2 含裂纹的金属构件脉冲涡流检测方法有限元建模 |
| 4.2.1 COMSOL Multiphysics |
| 4.2.2 仿真建模 |
| 4.2.3 仿真结果分析 |
| 4.3 脉冲涡流无损检测实验平台 |
| 4.3.1 激励信号源 |
| 4.3.2 激励线圈和检测探头 |
| 4.3.2.1 激励线圈参数 |
| 4.3.2.2 检测磁传感器参数 |
| 4.3.3 放大滤波电路 |
| 4.3.4 信号采集处理终端 |
| 4.3.4.1 数据采集模块 |
| 4.3.4.2 数据处理模块 |
| 4.3.5 位移标定器 |
| 4.4 脉冲涡流无损检测实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 脉冲涡流热成像与脉冲涡流检测复合的疲劳裂纹的定量检测方法研究 |
| 5.1 脉冲涡流热成像与脉冲涡流检测复合检测方法研究 |
| 5.1.1 复合策略 |
| 5.1.2 复合方法 |
| 5.2 基于BP神经网络的疲劳裂纹定量识别算法研究 |
| 5.2.1 BP神经网络 |
| 5.2.2 基于BP神经网络的疲劳裂纹定量检测方法 |
| 5.3 基于遗传算法的神经网络优化疲劳裂纹定量识别精度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于疲劳裂纹检测结果的疲劳裂纹扩展预测 |
| 6.1 疲劳裂纹扩展仿真原理 |
| 6.1.1 比例边界有限元的坐标系 |
| 6.1.2 考虑循环载荷和试样特性的自然裂纹扩展 |
| 6.2 疲劳裂纹扩展仿真 |
| 6.2.1 含自然疲劳裂纹的二维连续介质控制方程 |
| 6.2.2 自然疲劳裂纹扩展的数值实现 |
| 6.2.3 自然疲劳裂纹扩展数值实现的算例验证 |
| 6.2.4 疲劳裂纹扩展行为预测 |
| 6.3 案例分析和验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）7075铝合金疲劳裂纹的振动红外热成像检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及来源 |
| 1.2 振动红外热成像检测主要发展历程 |
| 1.3 振动红外热成像技术的生热机理 |
| 1.4 振动红外热成像技术对不同缺陷类型检测的研究现状 |
| 1.4.1 腐蚀、分层缺陷 |
| 1.4.2 冲击损伤缺陷 |
| 1.4.3 表面疲劳裂纹 |
| 1.4.4 内部埋藏裂纹 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 试验方法及设备 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.2 具体检测程序介绍 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 疲劳试验设备 |
| 2.3.2 扫描电镜观察 |
| 2.3.3 激光测振仪 |
| 2.3.4 三维形貌仪 |
| 2.4 振动红外热像系统的设计和搭建 |
| 2.4.1 振动激励系统的组装 |
| 2.4.2 振动红外热成像检测系统 |
| 2.5 有限元方法 |
| 3 激励参数对7075铝合金疲劳裂纹的振动生热规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 振动热耦合有限元模型建立方法 |
| 3.2.1 理论基础 |
| 3.2.2 建模及定义材料属性 |
| 3.2.3 刨分及划分网格 |
| 3.2.4 边界条件、载荷施加及裂纹面的定义 |
| 3.2.5 求解 |
| 3.3 有限元模型的验证 |
| 3.4 激励参数对裂纹生热的影响 |
| 3.4.1 不同激励频率下的仿真 |
| 3.4.2 不同激励时间下的仿真 |
| 3.4.3 不同激励振幅下的仿真 |
| 3.5 小结 |
| 4 检测参数对铝合金疲劳裂纹生热的影响 |
| 4.1 试样准备 |
| 4.2 试验过程 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 不同功率下的热图分析 |
| 4.3.2 不同预紧力下的热图分析 |
| 4.4 激励位置对裂纹生热的影响 |
| 4.5 激励方式的改变对裂纹生热的影响 |
| 4.6 小结 |
| 5 铝合金疲劳裂纹特征对其振动生热的影响规律 |
| 5.1 裂纹试样的制备 |
| 5.2 裂纹参数对生热的实验研究 |
| 5.2.1 不同长度下裂纹的生热 |
| 5.2.2 不同粗糙度下裂纹的生热 |
| 5.3 不同裂纹位向下的激励生热研究 |
| 5.4 裂纹面两侧振动特性对生热的影响 |
| 5.5 振动红外热成像下闭合裂纹摩擦生热的特点 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（4）基于增强图像处理的混凝土红外检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 相关理论及研究进展 |
| 1.2.1 红外辐射理论与热成像系统 |
| 1.2.2 红外热像法检测混凝土内部缺陷 |
| 1.2.3 图像处理 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 脉冲加热检测试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验目的 |
| 2.3 试件制备及实验设备选用 |
| 2.3.1 试件制备 |
| 2.3.2 试验设备 |
| 2.4 强脉冲加热试验 |
| 2.4.1 试验过程 |
| 2.4.2 试验结果 |
| 2.4.3 曲线分析 |
| 2.5 弱脉冲加热试验 |
| 2.5.1 试验过程 |
| 2.5.2 试验结果 |
| 2.5.3 曲线分析 |
| 2.6 检测范围与对比度分析 |
| 2.7 多元回归分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 日光加热检测试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验目的 |
| 3.3 试件制备及实验设备选用 |
| 3.3.1 试件制备 |
| 3.3.2 试验设备 |
| 3.4 夏季日光加热试验 |
| 3.4.1 试验过程 |
| 3.4.2 试验结果 |
| 3.4.3 曲线分析 |
| 3.5 冬季日光加热试验 |
| 3.5.1 试验过程 |
| 3.5.2 试验结果 |
| 3.5.3 曲线分析 |
| 3.6 检测范围与对比度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于增强图像处理的检测结果优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 影响因素 |
| 4.2.1 温度在稳定加热条件下产生的小幅波动 |
| 4.2.2 采集视角限制以及非检测对象干扰 |
| 4.2.3 边界干扰 |
| 4.2.4 轮廓模糊 |
| 4.2.5 局部对比度不足 |
| 4.2.6 温差峰值不统一 |
| 4.3 图像预处理 |
| 4.3.1 热图重构 |
| 4.3.2 图像变换 |
| 4.3.3 截取时段选择 |
| 4.3.4 边界温度修正 |
| 4.4 识别效果优化 |
| 4.4.1 全局直方图均衡化(GHE) |
| 4.4.2 限制对比度直方图均衡化(CLAHE) |
| 4.4.3 脉冲加热处理结果 |
| 4.4.4 日光加热处理结果 |
| 4.5 优化效果评估 |
| 4.5.1 处理前后3Dplot图像对比 |
| 4.5.2 对比度优化 |
| 4.5.3 准确度优化 |
| 4.6 工程应用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文专利及参与的科研项目 |
（5）热障涂层界面缺陷的红外热成像无损检测与定量表征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热障涂层概述 |
| 1.2.1 热障涂层概念及优势 |
| 1.2.2 服役环境下热障涂层的主要失效形式 |
| 1.3 热障涂层缺陷的表征方法 |
| 1.3.1 主要的热障涂层缺陷表征方法 |
| 1.3.2 红外热成像技术的原理及分类 |
| 1.3.3 脉冲红外热成像技术的国内外研究现状 |
| 1.4 选题依据和研究内容 |
| 第2章 含盲孔缺陷热障涂层试样的红外热成像无损检测研究 |
| 2.1 红外无损检测系统搭建 |
| 2.1.1 热激励系统 |
| 2.1.2 红外热成像系统 |
| 2.1.3 数据采集处理系统 |
| 2.2 含盲孔缺陷热障涂层试样的长脉冲红外无损检测 |
| 2.2.1 含盲孔缺陷热障涂层试样的红外无损检测方案 |
| 2.2.2 含盲孔缺陷热障涂层试样的制备 |
| 2.2.3 长脉冲红外无损检测结果 |
| 2.3 含盲孔缺陷热障涂层试样的红外图像处理 |
| 2.4 热障涂层盲孔缺陷横向尺寸的定量处理与分析 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 含预制界面缺陷热障涂层试样的红外热成像无损检测与图像处理 |
| 3.1 含预制界面缺陷热障涂层试样的红外热成像无损检测 |
| 3.1.1 含预制界面缺陷热障涂层试样的长脉冲红外无损检测 |
| 3.1.2 含界面缺陷热障涂层试样的制备 |
| 3.2 含预制界面缺陷热障涂层试样红外图像的PCA算法处理 |
| 3.2.1 PCA算法原理 |
| 3.2.2 含界面缺陷试样红外热图序列的PCA算法处理 |
| 3.3 含预制界面缺陷热障涂层试样红外图像的减拟合背景算法处理 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 热障涂层预制界面缺陷的定量处理与分析 |
| 4.1 含界面缺陷热障涂层试样的长脉冲红外无损检测一维热传导模型 |
| 4.1.1 传热学理论 |
| 4.1.2 一维热传导模型 |
| 4.2 不同深度与尺寸热障涂层预制缺陷的红外图像分析与拟合函数构建 |
| 4.3 热障涂层界面缺陷横向尺寸的定量处理与分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历与在校期间发表的学术论文与研究成果 |
| 个人简历 |
| 在校期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）基于ECPT热图像的裂纹缺陷量化算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 涡流脉冲热成像的研究现状 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 基于ECPT热图像的缺陷量化算法理论基础 |
| 2.1 涡流脉冲热成像的原理 |
| 2.2 涡流脉冲热成像理论基础 |
| 2.3 涡流脉冲热成像的成像模式 |
| 2.4 涡流脉冲热成像的热信号响应特性 |
| 2.5 热图像缺陷检测定位的理论基础 |
| 2.5.1 图像分割技术 |
| 2.5.2 边缘检测技术 |
| 2.5.3 图像融合技术 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 不同深度缺陷的多物理场数值仿真 |
| 3.1 含有裂纹缺陷的锻件有限元建模 |
| 3.2 不同深度的表面缺陷仿真分析 |
| 3.2.1 含有不同深度表面缺陷的段件模型建立 |
| 3.2.2 数值计算与结果分析 |
| 3.3 不同埋藏深度亚表面缺陷的锻件模型建立 |
| 3.3.1 含有不同埋藏深度亚表面缺陷的锻件模型建立 |
| 3.3.2 数值计算与结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 裂纹缺陷的量化算法设计及实验验证 |
| 4.1 涡流脉冲热成像实验设置和试件准备 |
| 4.2 裂纹缺陷量化算法的整体设计 |
| 4.3 热图像序列缺陷热特征分析以及提取方法 |
| 4.3.1 温度数据归一化 |
| 4.3.2 温度信号重构 |
| 4.4 裂纹缺陷宽度的量化算法研究 |
| 4.4.1 裂纹缺陷宽度的量化算法 |
| 4.4.2 裂纹缺陷边界定位算法 |
| 4.4.3 裂纹缺陷边界检测实验结果 |
| 4.5 裂纹缺陷长度的量化算法研究 |
| 4.5.1 裂纹缺陷长度的量化算法 |
| 4.5.2 裂纹缺陷的常用分割算法 |
| 4.5.3 基于图像融合的图像分割算法设计 |
| 4.5.4 裂纹缺陷线性特征提取算法 |
| 4.5.5 裂纹缺陷线性特征提取结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）混合结构的低功率超声红外热像检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 红外无损检测技术 |
| 1.3 超声红外无损检测技术研究现状 |
| 1.4 论文研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 低功率超声红外热像技术的检测机理分析 |
| 2.1 低功率超声红外热像技术检测理论基础及ABAQUS电-机-热耦合分析 |
| 2.1.1 低功率超声红外热像技术检测理论基础 |
| 2.1.2 ABAQUS电-机-热耦合分析 |
| 2.2 基于压电分析的电-机能转换机理分析 |
| 2.2.1 理论分析 |
| 2.2.2 有限元建模 |
| 2.3 基于波动力学的弹性波传播机理分析 |
| 2.3.1 理论分析 |
| 2.3.2 有限元建模 |
| 2.4 基于接触力学的热量产生机理分析 |
| 2.4.1 理论分析 |
| 2.4.2 有限元建模 |
| 2.5 基于传热学的热量传播机理分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 混合结构的低功率超声红外热像检测有限元仿真研究 |
| 3.1 CFRP-GFRP 混合结构板的有限元建模及检测影响因素研究 |
| 3.1.1 CFRP-GFRP 混合结构板的有限元建模 |
| 3.1.2 基于有限元建模的检测影响因素研究 |
| 3.1.3 缺陷的类型对于表面温度场的影响研究 |
| 3.1.4 缺陷的三维特征对于表面温度场的影响研究 |
| 3.2 CFRP-钢混合结构的有限元建模及检测影响因素研究 |
| 3.2.1 CFRP-钢混合结构的有限元建模 |
| 3.2.2 基于有限元建模的检测影响因素研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 混合结构的低功率超声红外热像检测实验研究 |
| 4.1 低功率超声红外热像实验系统 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 实验试件 |
| 4.2 低功率超声红外技术检测混合结构缺陷的有效性验证 |
| 4.2.1 寻找LDR方法—扫频一阶导数法 |
| 4.2.2 检测结果分析 |
| 4.3 检测参数对检测结果的影响 |
| 4.3.1 激励模式 |
| 4.3.2 激励电压 |
| 4.3.3 激励频率 |
| 4.4 不同类型缺陷的低功率超声红外热像检测实验 |
| 4.4.1 结构间脱粘缺陷 |
| 4.4.2 基体材料表面裂纹缺陷 |
| 4.5 与其他红外检测方式的对比 |
| 4.5.1 涡流红外热像检测 |
| 4.5.2 脉冲光激励红外热像检测 |
| 4.5.3 三种红外检测方式对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 混合结构工程应用实例—CFRP-GFRP抽油杆的低功率超声红外热像技术研究 |
| 5.1 CFRP-GFRP混合结构杆的有限元建模 |
| 5.2 基于有限元建模的检测影响因素研究 |
| 5.2.1 激励电压 |
| 5.2.2 激励频率 |
| 5.2.3 检测角度 |
| 5.2.4 检测距离 |
| 5.3 CFRP-GFRP混合结构杆的低功率超声红外热像检测实验 |
| 5.3.1 实验设备与试件 |
| 5.3.2 检测结果分析 |
| 5.3.3 检测参数对检测结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 今后研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（8）基于红外成像的水泥混凝土路面脱空定量检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 红外热成像无损检测技术国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容和技术路线 |
| 第2章 路面脱空红外无损检测技术原理与分析 |
| 2.1 水泥混凝土路面脱空成因分析 |
| 2.2 路面脱空检测技术分析 |
| 2.2.1 传统脱空检测技术 |
| 2.2.2 现代脱空无损检测技术 |
| 2.2.3 基于红外成像的脱空无损检测技术 |
| 2.3 红外成像无损检测技术原理简介与分析 |
| 2.3.1 红外热辐射原理 |
| 2.3.2 固体的红外热辐射特性 |
| 2.3.3 红外热像仪工作原理 |
| 2.4 红外热成像无损检测步骤分析 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 脱空路面温度场传热理论与分析 |
| 3.1 物体传热基本方式简介 |
| 3.2 导热问题的数值解析分析 |
| 3.2.1 导热基本原理 |
| 3.2.2 导热微分方程 |
| 3.2.3 定解条件 |
| 3.3 水泥混凝土路面传热分析 |
| 3.3.1 水泥混凝土路面传热形式分析 |
| 3.3.2 日照条件下水泥混凝土路面边界条件分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 水泥混凝土路面脱空有限元数值模拟与分析 |
| 4.1 有限元数值模拟方法简介 |
| 4.2 水泥混凝土路面温度场数值模拟 |
| 4.2.1 水泥混凝土路面结构模型 |
| 4.2.2 路面模型脱空病害设定 |
| 4.2.3 模拟基本参数值设定 |
| 4.2.4 ANSYS数值模拟分析步骤 |
| 4.3 数据处理与分析 |
| 4.3.1 考虑脱空区面积对路面温度场的影响 |
| 4.3.2 考虑脱空区厚度对路面温度场的影响 |
| 4.3.3 考虑脱空区形状对路面温度场的影响 |
| 4.3.4 考虑脱空介质对路面温度场的影响 |
| 4.3.5 考虑检测季节对路面温度场的影响 |
| 4.3.6 考虑水泥混凝土面层厚度对路面温度场的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 水泥混凝土路面脱空的红外无损检测实验研究 |
| 5.1 具有脱空病害水泥混凝土路面红外检测实验方案 |
| 5.1.1 实验路块浇筑 |
| 5.1.2 检测方案介绍 |
| 5.2 红外热成像检测结果处理与分析 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（9）碳纤维复合材料红外无损检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.1.1 研究工作的背景 |
| 1.1.2 研究工作的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 CFRP脉冲激励红外无损检测理论分析 |
| 2.1 红外无损检测涉及的传热学原理 |
| 2.1.1 热传导 |
| 2.1.2 热对流 |
| 2.1.3 热辐射 |
| 2.2 脉冲激励下的热传导 |
| 2.3 脉冲热激励下的表面温度场分布研究 |
| 2.4 脉冲红外无损检测的理论分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 碳纤维平底孔缺陷脉冲红外无损检测的有限元仿真研究 |
| 3.1 有限元法及COMSOL软件简介 |
| 3.2 有限元仿真模型建立 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 初始条件及边界条件 |
| 3.3 有限元数值计算结果与分析 |
| 3.3.1 仿真结果 |
| 3.3.2 平底孔缺陷大小对检测效果的影响 |
| 3.3.3 平底孔缺陷深度对检测效果的影响 |
| 3.3.4 其他因素对红外热波检测的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 脉冲红外图像序列处理算法 |
| 4.1 多项式拟合的红外热图像数据处理方法 |
| 4.1.1 最小二乘法 |
| 4.1.2 多项式拟合法的基本原理 |
| 4.2 SVD奇异值分解算法 |
| 4.2.1 奇异值分解理论 |
| 4.2.2 脉冲红外热波图像序列的奇异值分解处理 |
| 4.3 脉冲相位算法(PPT)的红外图像序列处理 |
| 4.4 主成分分析算法的红外图像序列处理 |
| 4.5 独立成分分析算法的红外图像序列处理 |
| 4.6 马尔科夫与独立成分分析的红外图像序列处理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 脉冲红外图像序列处理算法的结果与分析 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 实验试件的介绍 |
| 5.3 实验数据的采集 |
| 5.4 图像序列处理结果与分析 |
| 5.4.1 试件一的结果与分析 |
| 5.4.2 试件二的结果与分析 |
| 5.4.3 不同算法检测效果的定量评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）基于激光热激励红外热成像FRP加固结构界面损伤无损检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 研究的背景与意义 |
| 1.2 损伤检测的研究现状 |
| 1.3 红外热成像法国内外研究现状及分析 |
| 1.3.1 传统红外热成像法国内外研究现状 |
| 1.3.2 激光加热方法国内外研究现状 |
| 1.3.3 国内外研究综述的简析 |
| 1.4 主要研究内容和方案 |
| 第2章 线激光热激励红外线成像原理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 红外热成像法无损检测技术 |
| 2.2.1 物体红外辐射定律 |
| 2.2.2 红外热成像无损检测原理 |
| 2.2.3 红外热成像无损检测方法 |
| 2.2.4 红外热成像评估参数 |
| 2.3 线激光热激励下试件表面温度场理论推导 |
| 2.3.1 半无限大热传导理论分析 |
| 2.3.2 有限厚热传导理论分析 |
| 2.4 线激光热激励红外热成像法影响因素 |
| 2.4.1 激光大气传播消耗 |
| 2.4.2 热传导与热辐射过程影响因素 |
| 2.5 线激光最大可加热距离分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 红外热成像法结构损伤检测数值研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土内部孔洞损伤检测 |
| 3.2.1 带有单一损伤模型 |
| 3.2.2 线激光热源的边界条件的设置 |
| 3.2.3 单一材料损伤的可检测最大埋置深度 |
| 3.2.4 多个损伤的可检测最大埋置深度 |
| 3.3 FRP加固混凝土板界面剥离损伤检测 |
| 3.3.1 一层FRP加固混凝土板界面损伤模型 |
| 3.3.2 多层FRP加固混凝土板界面损伤模型 |
| 3.3.3 模型表面温度时域分析 |
| 3.3.4 线激光最大加热距离仿真分析 |
| 3.4 传统高能平面热源模型 |
| 3.4.1 混凝土内部孔洞损伤 |
| 3.4.2 FRP加固混凝土界面剥离损伤 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 FRP加固板界面剥离损伤检测实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验检测系统 |
| 4.3 实验试件的制作 |
| 4.3.1 混凝土板与FRP板的制备 |
| 4.3.2 剥离损伤的制备与试件成品 |
| 4.4 数据处理的设计分析 |
| 4.4.1 原始图像的滤波处理 |
| 4.4.2 阈值图像的叠加 |
| 4.4.3 二进制算法 |
| 4.5 线激光热激励可行性实验 |
| 4.6 传统热源对比实验 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析（论文参考文献）
- [1]不锈钢电阻点焊质量红外无损检测研究[D]. 于真波. 吉林大学, 2021(01)
- [2]基于涡流无损检测数据的金属构件疲劳裂纹扩展预测方法研究[D]. 李翰超. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]7075铝合金疲劳裂纹的振动红外热成像检测研究[D]. 高治峰. 西安理工大学, 2020
- [4]基于增强图像处理的混凝土红外检测技术研究[D]. 谭帅帅. 重庆交通大学, 2020(01)
- [5]热障涂层界面缺陷的红外热成像无损检测与定量表征研究[D]. 韦金凤. 湘潭大学, 2020(02)
- [6]基于ECPT热图像的裂纹缺陷量化算法研究[D]. 曹晓晗. 电子科技大学, 2020(07)
- [7]混合结构的低功率超声红外热像检测技术研究[D]. 张午阳. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [8]基于红外成像的水泥混凝土路面脱空定量检测方法研究[D]. 马廷婕. 重庆交通大学, 2019(06)
- [9]碳纤维复合材料红外无损检测技术研究[D]. 王晨聪. 电子科技大学, 2019(01)
- [10]基于激光热激励红外热成像FRP加固结构界面损伤无损检测[D]. 罗聪聪. 哈尔滨工业大学, 2019