【摘 要】
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无损检测技术(Nondestructive Testing,NDT)由于其不损害被检材料的优点,在材料质量的保障、重要设备设施的服役检测方面具有很重要的意义。裂纹的存在会对关键设备的安全性造成影响,造成重大的经济损失及人员伤亡,所以对裂纹进行无损检测显得很有必要。在实际情况中,由于各个构件的结构复杂、裂纹形态多变等因素的影响,想要完全检测出裂纹缺陷存在一定的困难和挑战。涡流脉冲热成像技术(Eddy
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无损检测技术(Nondestructive Testing,NDT)由于其不损害被检材料的优点,在材料质量的保障、重要设备设施的服役检测方面具有很重要的意义。裂纹的存在会对关键设备的安全性造成影响,造成重大的经济损失及人员伤亡,所以对裂纹进行无损检测显得很有必要。在实际情况中,由于各个构件的结构复杂、裂纹形态多变等因素的影响,想要完全检测出裂纹缺陷存在一定的困难和挑战。涡流脉冲热成像技术(Eddy Current Pulsed Thermography,ECPT)因其单次检测面积大、快速及非接触式检测等优势,被应用于导体材料的表面及近表面的缺陷检测中,但相关的斜裂纹量化检测的研究显得不够深入,影响了涡流热成像的推广应用,因此,本论文通过将光流法引入涡流脉冲热成像技术,通过建立表面斜裂纹模型,研究热流在表面及近表面的运动情况,并利用稀疏及稠密光流法对检测结果进行运动检测和定量评估,得出客观的判断依据,可以为涡流脉冲热成像的裂纹量化检测及推广提供新的解决思路。本文的主要研究内容如下:对钢轨斜裂纹检测过程进行分析及仿真建模,通过麦克斯韦方程组研究涡流感应加热、热传导及热辐射过程,选取激励参数、场之间的相互作用建立模型,再通过仿真软件进行仿真,完成涡流脉冲热成像斜裂纹热传导模型的建立。由于热图序列可以看做热流随时间的缓慢运动,且缺陷处的热流与非缺陷处的热流运动有较为明显的差异,所以将用于运动检测的光流法引入热图序列的处理,实现光流法与涡流热成像检测的结合。分别利用稠密光流法HS(Horn-Schunck)及稀疏光流法LK(Lucas-Kanade)对仿真结果进行处理,比较得出两者的优劣。最后针对实际实验结果利用光流法进行处理,确定光流法用于斜裂纹检测的可行性。
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