复合材料气瓶分层缺陷的红外检测数值模拟

张宏鹏，丁克勤，薛彬，陶芳泽，魏化中

1.武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430205；2.中国特种设备检测研究院，北京100029

复合材料气瓶分层缺陷的红外检测数值模拟

张宏鹏1，丁克勤2*，薛彬1，陶芳泽2，魏化中1

1.武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430205；2.中国特种设备检测研究院，北京100029

针对复合材料气瓶分层缺陷不易被检测的问题，利用ANSYS有限元方法、红外检测技术，对复合材料气瓶分层缺陷进行红外模拟分析.研究了复合材料气瓶分层缺陷不同直径、深度、厚度对复合材料气瓶表面热像温度差、热像对比度的影响.结果表明，随着缺陷直径和缺陷厚度的增大，热像温度差峰值和热像对比度峰值也随着增大，说明分层缺陷越容易被检测出；随着缺陷深度的增大，热像温度差峰值和热像对比度峰值与深度呈反比关系，说明分层缺陷深度越小时，缺陷越容易被检测出.

复合材料气瓶；分层缺陷；有限元；红外检测

1 引言

复合材料气瓶由于其使用特点而长期处于交变载荷作用之下，属于全复合材料的疲劳高压容器，疲劳损伤是影响气瓶安全使用的重要原因之一［1-3］.复合材料气瓶缠绕层的作用为承受气瓶内压，这对气瓶在使用过程中的安全具有很大的影响.而复合材料气瓶缠绕层内的疲劳损伤主要为缠绕层分层.由于复合材料气瓶疲劳断裂过程在宏观形貌上没有明显的变形，这就给疲劳损伤的发现带来极大困难，因此必须采用无损检测技术……