超声激励下微裂纹热固耦合生热特性分析

"基于热固耦合分析的超声激励下微裂纹生热特性 (2013年)，装甲兵工程学院学报，冯辅周，闵庆旭，张超省，江鹏程" 该研究关注的是超声红外热像技术中的一个关键问题，即被测对象缺陷区域（如微裂纹）的生热机理。作者通过选择含裂纹的平板试件作为研究对象，运用ANSYS/LS-DYNA软件进行了热固耦合建模，以探究高频振动对平板振动的影响以及裂纹生热的现象。 在高频振动激励下，研究发现裂纹生热主要由两种方式产生：摩擦生热和塑变生热。摩擦生热是由于裂纹表面相互滑动产生的热量，而塑变生热则源于材料在裂纹附近的变形。这些生热现象对理解超声红外热像技术的检测效果至关重要，因为它们直接影响到被测物体的温度分布和热图像的形成。 作者进行了仿真和实际试验，结果显示热固耦合分析能够有效地应用于裂纹生热问题的研究。在高频振动下，裂纹区域的温度会迅速升高，但随着时间的推移，温度增长速率逐渐降低，显示出一种动态平衡的过程。这种温度变化的特征有助于识别和分析裂纹的存在。 此外，研究还揭示了平板振动非线性的主要原因：裂纹两表面之间的接触非线性和换能器与平板之间的接触非线性。这些非线性因素在实际应用中需要特别考虑，因为它们可能影响到超声波的传播和能量转换，从而影响检测结果的准确性和可靠性。 这项工作为超声红外热像技术提供了深入的理论支持，特别是在理解和模拟微裂纹生热行为方面。通过热固耦合分析，可以更准确地预测和解释实验观测到的温度变化，对于改进和优化检测方法，提升缺陷检测的精度具有重要意义。