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中国机械工程 2016年第14期27卷 1925-1931页

作者：刘兴乐刘志平黎玄江蕾武汉理工大学武汉430063

针对利用脉冲涡流热成像技术检测金属结构焊缝表面裂纹时,受焊缝区域物理属性以及焊缝表面状态等因素的影响,红外图像中裂纹区域特征信号复杂,缺乏有效的焊缝裂纹识别方法的问题,研究了基于三维温度曲面相似性的裂纹识别方法,提出了裂... 详细信息

针对利用脉冲涡流热成像技术检测金属结构焊缝表面裂纹时,受焊缝区域物理属性以及焊缝表面状态等因素的影响,红外图像中裂纹区域特征信号复杂,缺乏有效的焊缝裂纹识别方法的问题,研究了基于三维温度曲面相似性的裂纹识别方法,提出了裂纹评价指标,并进行了验证。结果表明该方法不仅能有效识别焊缝表面裂纹并对其进行定量分析,而且摆脱了对先验信息的需求,降低了检测成本和复杂度,具有较高的工程应用价值。

关键词：脉冲涡流热成像金属结构焊缝表面裂纹三维温度曲面相似性

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基于电磁激励红外热像的钢结构焊缝裂纹识别方法研究

基于电磁激励红外热像的钢结构焊缝裂纹识别方法研究

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作者：刘兴乐武汉理工大学

学位级别：硕士

表面裂纹是钢结构焊缝中最常见和最危险的损伤形式之一,焊接结构的裂纹常萌生于焊缝等应力集中处。无损检测是保障钢结构焊缝以及其设备的安全和可靠性的关键技术。电磁激励红外热成像检测技术因具有非接触式,激励效率高,检测快速、结... 详细信息

表面裂纹是钢结构焊缝中最常见和最危险的损伤形式之一,焊接结构的裂纹常萌生于焊缝等应力集中处。无损检测是保障钢结构焊缝以及其设备的安全和可靠性的关键技术。电磁激励红外热成像检测技术因具有非接触式,激励效率高,检测快速、结果直观、准确,操作方便等优势,而成为近年来无损检测领域的研究热点。本文应用电磁激励红外热成像技术检测钢结构焊缝表面裂纹,运用试验、有限元仿真分析焊缝表面形貌特征对焊缝表面温度分布的影响,提出了基于自适应区域生长和数学形态学的图像融合方法,基于三维温度曲面相似性的裂纹识别方法,对焊缝裂纹的检测具有重要意义。本文的主要研究内容如下:(1)首先介绍了电磁激励红外热成像的检测原理,通过试验验证了表面热发射率的影响;在COMSOL Multiphysics有限元软件上建立了电磁激励检测钢结构焊缝模型,分析焊缝余高、焊缝粗糙表面、不同裂纹尺寸、不同裂纹方向对焊缝表面温度分布的影响,为下一步有效识别、定量分析裂纹提供理论依据和指导;(2)提出了基于自适应区域生长和数学形态学的图像融合方法,抑制了焊缝表面特征的干扰,实现对裂纹位置和长度信息的有效提取;(3)提出了基于三维温度曲面相似性的裂纹识别方法,摆脱了对先验信息的需要,实现对裂纹特征参数的定量化分析;(4)搭建了电磁激励红外热成像检测钢结构焊缝表面裂纹试验平台,制作了不同长度、角度、深度的试件,验证了基于自适应区域生长和数学形态学的图像融合方法、基于三维温度曲面相似性的裂纹识别方法的有效性。通过上述研究,验证了基于自适应区域生长和数学形态学的图像融合方法、基于三维温度曲面相似性方法对于识别分析裂纹的有效性,为电磁激励红外热成像检测技术在钢结构焊缝表面裂纹检测的应用领域打下基础。

关键词：钢结构焊缝表面裂纹电磁激励红外热成像图像融合三维温度曲面相似性

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