モデリングとシミュレーションによる固体材料の表面下欠陥の横向的な特徴づけのための相ベースの熱波分析
Botao Ma1, Chen Liu1, Shupeng Sun1
1Department of Engineering Mechanics, School of Civil Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
まとめ
ロックイン・サーモグラフィーは 調節された熱波を使って 表面下にある欠陥を探します 刺激周波数は横断解像度と深さの感度に影響し,より高い周波数は浅い欠陥の境界の定義を改善します.
科学分野:
- 材料科学
- 非破壊的試験
- 赤外線 温度計
背景:
- ロックイン・サーモグラフィは赤外線非破壊試験 (NDT) の重要な方法である.
- 様々な深さでの地表欠陥の定量的な特徴付けは困難です.
- 欠陥検出を最適化するには 熱波の振る舞いを理解する必要があります
研究 の 目的:
- 段階ベースのロックイン・サーモグラフィーを用いて地下欠陥検出の横断解像度を調査する.
- 欠陥の可視性と境界の定義に対する興奮周波数の影響を分析する.
- 熱波NDTにおける最適な興奮周波数を選択するためのガイドラインを確立する.
主な方法:
- 分析モデリングと有限要素シミュレーションの統合
- 表面温度変動の相ベース分析
- 欠陥特性を評価するための相差分析
主要な成果:
- 興奮の頻度は,欠陥の可視性と境界の定義に大きな影響を与えます.
- 周波数に依存する熱拡散の長さは,浸透深さと横向の広がりを制御します.
- 高周波は横断解像度を改善し,低周波はより深い欠陥の検出能力を高める.
- 半径と深さの比率の値が2であることは,信頼性の高い境界線の描写に不可欠です.
結論:
- 興奮頻度は,ロックイン温度測定における深度感度と横断解像度のバランスをとる上で重要なパラメータである.
- 熱波 NDT の周波数選択を最適化するための実用的なガイドラインが提供されています.
- 欠陥の大きさと深さの比率は検出の信頼性に重大な影響を及ぼします.


