复合材料气瓶疲劳损伤红外检测方法研究
本文采用ANSYS有限元软件，对含缠绕层表面裂纹缺陷和缠绕层内部分层的气瓶进行温度场热分析。改变复合材料气瓶表面裂纹几何尺寸，总结其在加热-冷却过程中对表面温度场的影响规律，并利用中心温度差出现的最大时刻对裂纹缺陷的深度进行半定量分析；分析分层缺陷深度、大小、厚度和加热强度对复合材料气瓶表面热像温度差、热像对比度的影响。取得的主要结论如下： （1）裂纹长度对复合材料气瓶表面温度异常区域的大小影响最大，同时也影响裂纹几何中心对应复合材料气瓶表面的温度差最大值；在加热后期和冷却过程中，裂纹长度对复合材料气瓶表面温度场区域的变化起着主导作用；裂纹对应复合材料气瓶表面温度场区域的面积随时间的变化而变化，同样区域轮廓的清晰度也随着时间的改变而改变。 （2）对于复合材料气瓶表面裂纹，裂纹深度主要是影响加热前期表面温度异常区域，同时影响着裂纹几何中心对应复合材料气瓶表面的温度差最大值，对于深度相同的裂纹，基本在相同时间出现中心表面温度最大值。 （3）对于复合材料气瓶复合材料层分层，与面积较小的分层、较深的分层和厚度较大的分层相比，分层深度越浅、面积越大和厚度越厚时，其对应的对比度最大值和温度差越大。表明在实际检测过程中，面积越大、深度越浅、厚度越大越利于检测。 （4）对于复合材料气瓶分层缺陷，加热强度对对比度和最易探测时刻的影响微乎其微，只对温度差有影响。 （5）为了研究在实际检测时加热强度与复合材料气瓶分层几何尺寸之间的关系，本文改变复合材料气瓶分层缺陷的几何尺寸对其进行热分析，仿真结果显示，分层面积越大、深度越小对加热强度的要求越低。
复合材料气瓶;红外热成像;疲劳损伤;裂纹缺陷
武汉工程大学
硕士
化工过程机械
魏化中
2016
中文
TH49;TB302.5
96
2018-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）