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维勃霍尔巴加瓦;巴萨姆·A·阿布·纳巴。;梅恩·阿尔哈德

一种使用有限元方法对振动热成像建模的理论方法。 （英语） Zbl 1506.74388号

欧洲力学杂志。，A、 固体 91，文章ID 104389，14 p.（2022）.
摘要：振动描记术主要通过捕捉金属合金中接触裂纹表面的振动诱导摩擦热，提供检测表面裂纹的能力。这种检测技术的多学科性质使得在没有适当应用有限元方法（FEM）的情况下从理论上捕捉系统响应变得相当困难。它要求在耦合有限元模型中关联材料的机械和热性能，以正确处理模拟振动热成像检测中的波传播、接触力学、断裂力学、摩擦热生成和热扩散。在本研究中，建立了一个理论模型来估计在给定频率下振动的常用悬臂梁中任意位置的动态应变响应。该模型用于评估FEM动态系统响应的收敛性，同时确定单元尺寸要求，以真实模拟弹性波在整个样品中的传播。评估了三种不同的啮合标准，以正确捕获裂纹尖端的奇异性。研究表明，在裂纹尖端周围使用固体单元圆形网格标准会收敛于断裂力学中常用的奇异四分之一节点固体单元解，并允许将其与裂纹附近的热生成和扩散相耦合，从而为振动热成像建模提供了一种实用的方法。这项工作使FEM在未来更接近于振动热成像的真实模拟。

MSC公司：

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74小时75 动力学固体力学中的反问题
74小时45 固体力学动力学问题中的振动
74F05型 固体力学中的热效应
74K10型 杆（梁、柱、轴、拱、环等）

关键词：

啮合准则;裂纹检测;裂纹尖端奇异性;摩擦发热;悬臂梁;横梁振动
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{V.Bhargava}等人，《欧洲力学杂志》。，A、 固体91，物品ID 104389，14 p.（2022；Zbl 1506.74388）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Abaqus 6.13用户手册（2020年）
[2] Abu-Nabah，B.A。；Al-Said，S.A.M.，使用2D热扩散模型估算声波红外裂纹尺寸，沿裂纹具有任意热源函数，Quant。红外测温仪。J.，15，271-290（2018）
[3] Abu-Nabah，B.A。；Al-Said，S.M。；Gouia-Zarrad，R.，一种简单的热扩散模型，用于避免使用声红外检测技术估计裂纹长度时出现奇异性，传感器-执行器物理。，293, 77-86 (2019)
[4] 北巴拉卡特。；莫塔达，J。；A.Khan。；Abu-Nabah，B.A。；M.O.哈姆丹。；Al Said，S.M.，使用涡流热成像进行边缘裂纹检测和映射的一维方法，传感器致动器物理。，111999（2020年4月）
[5] DiMambro，J。；Ashbaugh，D.M。；Nelson，C.L。；Spencer，F.W.，声波红外（IR）成像和荧光渗透检测检测概率（POD）比较，AIP Conf.Proceed。，894, 1, 463-470 (2007)
[6] DiMambro，J.，《声波红外检测传统上通过荧光渗透剂和磁粉检测的飞机部件的潜力》，AIP Conf.Proceed。，820, 1, 536-543 (2006)
[7] Graff，K.F.，《弹性固体中的波动》（1991），多佛出版社：美国纽约州多佛出版社
[8] 郭毅。；Ruhge，F.R.，燃气轮机部件的声热成像、目视检查和荧光渗透检查的检测能力比较，AIP Conf.继续。，1096, 1, 1848-1854 (2009)
[9] 郭，X。；Vavilov，V.，《利用超声波激发红外热成像技术检测铝零件中的裂纹》，《红外物理》。技术。，61, 149-156 (2013)
[10] 韩，X。；伊斯兰，S.马里兰州。；纽瓦兹，G。；Favro，L.D。；Thomas，R.L.，声波红外成像期间裂纹加热的有限元建模，J.Appl。物理。，99, 7, 74905 (2006)
[11] Han，X.，铝和钛合金裂纹声红外成像的有限元建模，AIP Conf.Proceed。，975, 483-490 (2008)
[12] 南达科他州荷兰。；Renshaw，J.，《基于物理的红外热成像图像增强》，NDT&E International，43，5，440-445（2010）
[13] 南达科他州荷兰。；乌尔，C。；Renshaw，J.，《振动记录裂纹加热：振动和裂纹尺寸的函数》，AIP Conf.Proceed。，1096, 489-494 (2009)
[14] 南达科他州荷兰。；Koester，L。；瓦迪，J。；Lesthaeghe，T。；米克尔，W.Q。；Schiefelbein，B.，《VibroSim:振动热成像无损评估的混合计算/经验模型》，AIP Conf.Proceed。，1706, 100008 (2016)
[15] Holland，S.D.，量化振动热成像效应，NDT&E International，44，8，775-782（2011）
[16] 卢，J。；韩，X。；纽瓦兹，G。；Favro，L.D。；Thomas，R.L.，声波红外成像中裂纹闭合效应的研究，Nondestr。测试。评估。，22, 127-135 (2007)
[17] Mabrouki，F。；托马斯，M。；Genest，M。；Fahr，A.，高效使用振动热成像的摩擦加热模型，NDT&E国际，42，5，345-352（2009）
[18] Mendioroz，R.Celorrio；Salazar，A.，《超声波激发热成像：表征垂直裂纹的有效工具》，Meas。科学。技术。，28, 112001 (2017)
[19] 莫尔比迪尼，M。；Cawley，P.，《声红外无损评价的校准程序》，J.Appl。物理。，106, 2 (2009), 023504
[20] 莫比迪尼，M。；考利，P。；巴登，T。；杏仁，D。；Duffour，P.，《使用振动阻尼测量预测金属疲劳裂纹的热超声信号》，J.Appl。物理。，100, 10, 104905 (2006)
[21] Reifsnider，K.L。；Henneke，E.G。；Stinchcomb，W.W.，《振动记录力学》，249-276（1980）
[22] 伦肖，J。；南达科他州荷兰。；Thompson，R.B.，《振动裂纹中热量产生的裂纹张开应力和裂纹闭合应力剖面的测量》，应用。物理学。莱特。，93，第081914条pp.（2008）
[23] 伦肖，J。；南达科他州荷兰。；Barnard，D.J.，振动热成像用粘性材料填充合成缺陷，NDT&E国际，42，8，753-756（2009）
[24] 伦肖，J。；Chen，J.C。；南达科他州荷兰。；Thompson，R.B.，《振动热成像中的热源》，NDT&E International，44，8，736-739（2011）
[25] 伦肖，J。；南达科他州荷兰。；汤普森，R.B。；Anderegg，J.，通过振动热成像技术对断裂表面的振动诱导摩擦损伤，国际J.Fatig。，33, 7, 849-857 (2011)
[26] Rizi，S。；Hedayatrasa，S。；Maldague，X。；Vukhanh，T.，损伤钢板超声振动热成像的有限元建模和加热机制的定性研究，红外物理。技术。，61, 101-110 (2013)
[27] Rothenfusser，M。；Homma，C.，《声学热成像：裂纹的振动模式和发热机制》，AIP Conf.Proceed。，760, 624-631 (2005)
[28] Sanford，R.J.，《断裂力学原理》（2003），普伦蒂斯·霍尔：普伦蒂斯霍尔上鞍河，美国新泽西州
[29] Song，Y。；戈弗雷，G。；Han，X.，耦合材料在声波红外成像中可以发挥什么作用，AIP Conf.Proceed。，1096, 511-517 (2009)
[30] 王，Z。；朱，J。；田，G。；Ciampa，F.，金属和复合材料损伤检测中涡流脉冲热成像和长脉冲热成像的对比分析，NDT&E国际，107，102155（2019）
[31] 威克斯，B。；杏仁，D.P。；考利，P。；Barden，T.，钢、钛和镍基高温合金中小疲劳裂纹的涡流诱导热成像检测概率研究，NDT&E国际，49，47-56（2012）
[32] Wong，C.-H.L。；Chen，J.C。；Riddell，W.，声波红外信号对裂纹长度和裂纹闭合的依赖性，AIP Conf.Proceed。，1096, 481-488 (2009)
[33] Xiaoyan，H.，通过声波红外成像增强裂纹检测能力的声波混沌，J.Appl。物理。，95, 7, 3792-3797 (2004)
[34] 于清。；Obeidat，O。；Han，X.，用于缺陷检测的热无损检测中的超声波激励，NDT&E国际，100153-165（2018）
[35] 扎夫什尼克，B。；任，Z。；乌尔宾，M。；Flašker，J.，使用有限元评估应力强度因子，（耐久性和寿命延长（DLE）研讨会：断裂和裂纹扩展的有限元模拟（2002））
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