● 摘要
固体火箭发动机包覆层界面粘接质量的优劣，直接关系到火箭发动机的结构完整性和可靠性，所以识别包覆层界面的粘接状态一直是行业内研究的重点课题之一。红外无损检测技术的非接触、快速、操作简便、安全可靠等优点，使得它在检测固体火箭发动机包覆层脱粘状态方面有很大的应用前景。目前红外无损检测的相关理论及应用已经基本成熟，而具体到固体火箭发动机包覆层脱粘状态的红外无损检测技术则由于有一定的困难或特殊性，目前仍不太完善，缺乏深入、系统的研究。本课题对固体火箭发动机包覆层脱粘的红外无损检测的传热过程进行理论分析和有限单元法计算，利用有限元分析软件ANSYS来仿真脱粘结构的热无损检测。研究脉冲加热和调制加热两种热激励模式下，三维轴对称模型的瞬态传热过程，并通过大量的仿真分析，归纳总结脉冲加热方式下，模型的缺陷参数（如缺陷的大小、深度、厚度、径深比等）对红外无损检测信息参数（如最大温差、最大对比度）的影响。探讨了在调制加热方式下，正弦热流的频率、幅值和材料对缺陷检测（如相位和相位差）的影响。最后对两种红外无损检测热激励方式进行比较，提出适合某种具体模型的最佳红外热激励方式。本文所得的成果为进一步的仿真研究、实现对包覆层界面脱粘缺陷的定量评估打下了坚实的基础，同时也为包覆层界面脱粘红外热无损检测技术及热像序列处理方法提供了基础理论支撑。