● 摘要
振动红外热像技术(VT)是红外热像无损检测技术的一种，它利用超声振动作为激励源，能够有效检测微裂纹类型的缺陷。它的出现完善了红外热像无损检测技术，拓宽了红外热像技术在无损检测的应用领域。 本文将研究基于摩擦焊焊缝内部闭合裂纹和紧贴型缺陷VT基础关键理论和硬件实现方式。 理论方面：完成了超声激振动态过程建模和内热源热传导定性分析。从工具头和试件相对运动过程出发，建立动态运动模型，通过对其速度轨迹的描述，证明了声混沌现象的存在；从热传导理论出发，推导出双绝热边界条件下等效线热源和面热源相应绝热面上点的热传导解析式，为预测表面温升最大值提供理论基础。同时从整个试验过程出发，研究了试件在高频振动激励下机械能向热能转化的规律。 硬件方面：完成了大功率超声电源的制作和换能器匹配电路的设计，同时设计了智能超声电源模块电路。大功率超声电源利用H桥交替导通，实现了弱方波信号到高压正负脉冲信号的变换；从换能器等效电路出发，分析串并联谐振的条件，设计了串联谐振电路并仿真分析。 最后，本文对振动红外热像技术进行了回顾，系统总结了试验方面的知识；同时对试验材料和振动夹持机构进行了设计。