1. 研究目的与意义（文献综述）

在工程应用中，通常将非金属材料作为保温材料、防腐材料粘贴在金属设备的表面上。在粘贴过程中由于工作操作不当等原因可能导致粘贴质量不合格，从而导致非金属材料脱落，失去保温、防腐的功能，引发安全问题。航空航天、锅炉压力容器和核动力中的一些灾难性事故往往都和材料本身或材料的结合部位的焊接情况有关。虽然发展和改进了传统的无损检测方法，但人们仍不能对材料的某些特性进行充分的研究。因此，还在不断探寻新的技术和新的方法，以解决一系列新问题。由于红外无损检测技术具有独特的优点，能补充传统检测手段的不足，正日益受到人们的重视和应用。

美国、俄罗斯、法国、加拿大等国已把红外热成像检测技术广泛应用于飞机复合材料构建内部缺陷及胶结质量检测，蒙皮铆接质量检测，美国还把它应用于航天飞机耐热保护层潮湿检测，atlas空间发射仓复合材料的脱粘缺陷，a3火箭无损检测。德国斯图加特大学开发了超声激励的锁相红外热成像技术。对物体施加周期性、可控频率的超声热激励，来研究物体内部结构对周期性温度变化的热响应。

国内，红外热成像无损检测技术近几十年逐渐发展起来，尤其是在复活材料无损探伤领域的优势逐渐体现出来。文献报道中，已有多家单位将其用于飞机复合材料内部缺陷的检测。如航天材料及工业研究所的陈桂才等学者利用有源红外热波无损检测技术对铝蜂窝和泡沫夹芯复合材料的脱粘缺陷进行了检测研究，验证了该方法的可行性。北京航空航天大学的郭兴旺教授研究了脉冲相位法在复合材料检测中的应用，哈尔滨工业大学的汪子君博士，利用锁相红外热成像检测技术对复合材料进行了实验研究，刘慧等利用频率调制的超声红外热成像技术检测金属裂纹缺陷。

2. 研究的基本内容与方案

在本次研究中掌握热传导的基本定律和求解方法，找出粘结力与表面温度的关系。先进行真实实验，再利用ansys软件对聚乙烯薄板间的脱粘缺陷的脉冲热像法进行数值模拟建模，将真实实验结果与得到的计算机建模结果进行对比，验证实验的可行性，找出非金属材料粘贴质量与材料表面温度的关系。

粘贴质量一般采用粘结力表征，即将粘结材料通过破坏性剥离所需力的大小，而目前采用红外热成像技术进行无损检测得到越来越广泛的关注。本研究采用数值模拟方法研究不同粘结质量在激励热源下的表面温度变化特征，为红外无损检测提供依据。

红外热像法是利用外部热源主动加热，检测物的表面产生温差，从而实现内部缺陷检测的一种技术。首先准备四块儿聚乙烯薄板，两块粘结密实，另外两块粘结处有空隙。采用闪光灯作为热激励源，以高能脉冲分别激励两组材料，若被检物表面有缺陷，缺陷区域与参考区域对于的表面产生温差，再利用热像仪获取被检物表面的红外辐射信号，从而验证不同粘结质量与表面温度是否有关系。之后，利用ansys软件进行数值模拟建模，验证实验的可行性。

3. 研究计划与安排

1. 第1—3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，完成开题报告。

   第4—6周：确定研究方法，完成外文文献翻译，交指导老师审阅。

   第7周：修改开题报告、毕业论文大纲、英文翻译，并定稿上交指导老师处。

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1]许鑫，复合材料脱粘的红外无损检测及数值模拟. 航天制造技术，2014（3）

   [2]华浩然，熊娟，袁丽华. 基于红外热成像技术的交接薄板脱粘缺陷检测. 无损检测高等教育发展论坛学术交流会，2014.

   [3]戴景明，汪子君. 红外热成像无损检测技术及应用现状[j].自动化技术与应用，2007,26（1）:1-6.

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