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纤维增强树脂复合材料-钢界面缺陷涡流热成像检测

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纤维增强树脂(Fiber reinforced polymer,FRP)复合材料已在钢结构加固中得到有效应用,但FRP-钢界面脱粘可能触发结构破坏,需无损检测以保证安全运营.基于自研涡流热成像(Eddy current thermography,ECT)系统对FRP-钢界面缺陷成像规律进行试验,并通过多物理场数值模拟揭示其内部生热和传热机制.试验测试了1个带缺陷试件在ECT下的温度响应,同时模拟了多个不同形状、位置和深度的界面缺陷对热成像的影响.试验表明:ECT系统能在80 s内精确检测试件中328 mm2的界面缺陷;边缘效应影响试件边缘和角部在加热阶段的检测精度,但在冷却阶段由于热量重分布而影响变小;热量沿深度方向传导造成的模糊效应降低了深层缺陷检测精度.本文的多物理场数值模型与试验结果吻合较好,并重现了ECT的边缘效应和模糊效应.基于数值模型的参数化分析,揭示了变化加热速率在一定范围内可克服边缘效应和模糊效应,提高FRP-钢内部缺陷探测精确度.
Nondestructive testing of fiber reinforced polymer-steel interfacial defects based on eddy current thermography

邹星星、马浩、解社娟、仝宗飞、胡黎俐、王辰昕、王立彬

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南京林业大学 土木工程学院,南京 210037

西安交通大学 航天航空学院,西安 710049

上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室,上海 200240

涡流热成像 界面缺陷 纤维增强树脂 无损检测 模糊效应

BK2021062021KJB560007

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20220829.001

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(11)
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