工业CT成像技术在裂纹缺陷的检测与研究

 　　工业CT成像技术在裂纹缺陷的检测与研究

　　裂纹缺陷的检测与研究

　　零部件内部微观裂纹会随着零部件服役过程中的载荷作用与变形而不断变化，最终会发展为宏观裂纹，并造成零部件的破坏，甚至会导致灾难性事故。因此，检测零部件内部的裂纹缺陷及研究零部件服役过程中内部裂纹缺陷的演变规律，对保证零部件质量具有重要意义。目前，国内外学者利用工业CT成像技术从不同方向对内部裂纹缺陷的演变规律及扩展机理进行了大量研究。

　　BUFFIERE等早在20世纪90年代就在欧洲同步辐射实验室(ESRF)借助CT设备对碳化硅颗粒增强铝基复合材料的疲劳裂纹扩展行为进行了分析，标出了微米级裂纹分布。通过图像重建得到了三维裂纹体，测定了裂纹初始形核角度。

　　SCHILLING等进一步论证了采用工业CT断层成像技术观测裂纹等缺陷的可行性。

　　PENUMADU等通过高分辨CT设备探明了碳纤维增强复合材料裂纹产生的原因，采用OCTOPUS软件对图像进行处理，同时选择滤波反投影法实现了裂纹缺陷的三维重建。

　　重庆大学多年来致力于工业CT扫描图像重建算法的改进以及该技术在材料领域的推广应用。根据裂纹不同阶段的尺度差异，提出将裂纹萌生、扩展至断裂的整个过程分为3个阶段：显微尺度微观裂纹、CT尺度裂纹和宏观裂纹，为基于工业CT设备研究裂纹进行了较为科学的分类。

　　西北工业大学在采用蔡司工业CT技术检测裂纹扩展行为方面进行了较为深入的探索，提出了一种基于CT图像密度场的疲劳短裂纹群扩展行为监测方法，利用自主研发的CT Framework系统实现了裂纹群的三维可视化。

　　东南大学采用工业CT研究了零部件破坏过程中宏微观裂纹缺陷的演化特征，并提出了多尺度缺陷表征方法，能够较好地描述微观裂纹到宏观缺陷的多尺度演化过程，如图1所示。从图1可以看出，零部件变形过程中，裂纹演变过程为内部裂纹的萌生、扩展及聚合，主要表现为裂纹扩展和聚合，同时会伴随有部分新的裂纹萌生，而萌生的位置常常会在裂纹分布相对较少的地方。随着零部件的变形，裂纹会集中在一个带状区域，其他区域相对较少，零部件最终也会从该带状区域发生断裂。与零部件中间位置的裂纹相比，边缘的裂纹扩展速度更快，往往更容易造成零部件的断裂。

　　蔡司工业CT是断层扫描设备的先进品牌，全国各大科研院所及大企业许多都采用蔡司工业CT设备进行研究检测。若您对我们的设备感兴趣，欢迎来电或在线咨询：4001500108