1 緒論 1 1.1 研究背景與意義 1 1.2 長貯推進劑貯箱腐蝕相關(guān)的研究現(xiàn)狀 2 1.2.1 推進劑對材料的腐蝕 2 1.2.2 液體導(dǎo)彈武器壽命預(yù)測及延壽研究 5 1.2.3 常用的腐蝕無損檢測方法綜述 6 1.3 熱波技術(shù)在腐蝕檢測中的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 8 1.3.1 熱波理論 8 1.3.2 熱激勵方式 9 1.3.3 熱波檢測損傷定量識別方法 11 1.4 貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測研究存在的主要問題 13 1.5 本書的內(nèi)容體系 14 2 貯箱材料腐蝕的產(chǎn)生及其演化規(guī)律 16 2.1 腐蝕試驗方案 16 2.1.1 問題的提出及解決途徑 16 2.1.2 總體試驗方案 17 2.2 推進劑加速腐蝕試驗設(shè)計 18 2.2.1 液體導(dǎo)彈貯存中的腐蝕環(huán)境分析 18 2.2.2 加速腐蝕試驗的理論依據(jù) 18 2.2.3 加速腐蝕當(dāng)量的獲取方法 20 2.2.4 腐蝕試件和試驗裝置的設(shè)計與處理 21 2.3 貯箱材料在推進劑中腐蝕的電化學(xué)檢測 23 2.3.1 腐蝕當(dāng)量測試試驗 23 2.3.2 電化學(xué)腐蝕測試試驗 24 2.3.3 加速腐蝕當(dāng)量的確定 29 2.3.4 當(dāng)量加速腐蝕試驗 30 2.4 貯箱材料在推進劑中的浸泡腐蝕試驗現(xiàn)象觀察與分析 30 2.4.1 腐蝕試驗前試件的表面形貌 30 2.4.2 N2O4 浸泡腐蝕試驗現(xiàn)象分析 31 2.4.3 當(dāng)量加速腐蝕試驗試件的表面形貌分析 33 2.5 浸泡腐蝕試驗數(shù)據(jù)分析 36 2.5.1 N2O4 浸泡腐蝕試驗數(shù)據(jù)分析 36 2.5.2 無加載試件加速腐蝕試驗后的稱重結(jié)果分析 37 2.5.3 無加載試件加速腐蝕試驗的厚度測量結(jié)果分析 39 2.6 腐蝕對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響 40 2.6.1 腐蝕件的力學(xué)性能測試 40 2.6.2 應(yīng)力腐蝕開裂敏感性分析 41 2.7 腐蝕損傷評價指標(biāo) 42 3 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測理論基礎(chǔ)及應(yīng)用可行性分析 44 3.1 熱波檢測中的熱傳導(dǎo)理論 44 3.2 不同熱激勵源方式在腐蝕檢測中的熱傳導(dǎo)分析 46 3.2.1 脈沖熱激勵方式的熱傳導(dǎo)分析 46 3.2.2 功率超聲熱激勵方式的熱傳導(dǎo)分析 50 3.3 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測數(shù)值仿真及可行性分析 52 3.3.1 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測數(shù)值仿真 52 3.3.2 含多蝕坑損傷結(jié)構(gòu)的熱波檢測數(shù)值仿真 57 3.3.3 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測可行性分析 58 3.4 熱波檢測的激勵源參數(shù)優(yōu)化分析 58 3.4.1 描述檢測效果及檢測能力的典型參數(shù) 58 3.4.2 脈沖熱激勵源參數(shù)對檢測結(jié)果的影響 60 3.4.3 超聲熱激勵源參數(shù)對檢測結(jié)果的影響 61 3.5 貯箱腐蝕的熱波檢測影響因素分析 62 3.5.1 蝕坑形態(tài)對脈沖熱波檢測結(jié)果的影響 62 3.5.2 貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)對脈沖熱波檢測結(jié)果的影響 65 3.5.3 表面應(yīng)力腐蝕裂紋形態(tài)對超聲熱波檢測結(jié)果的影響 68 3.5.4 貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)對超聲熱波檢測結(jié)果的影響 69 3.5.5 環(huán)境因素對熱波檢測結(jié)果的影響 70 4 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測定量識別方法 73 4.1 紅外熱圖像的非均勻性校正 73 4.1.1 基于表面發(fā)射率系數(shù)校正矩陣的非均勻性校正 74 4.1.2 基于改進表面溫差提取的非均勻性校正 75 4.2 熱波檢測圖像增強 76 4.2.1 基于一階微分熱圖像灰度翻轉(zhuǎn)前后相減的圖像增強 76 4.2.2 基于二階微分溫度對比度圖像灰度翻轉(zhuǎn)前后相減的圖像增強 78 4.3 腐蝕坑大小的定量識別 80 4.3.1 基于尖點突變理論的紅外熱圖像損傷邊緣檢測與分割 81 4.3.2 基于粒子群優(yōu)化模糊聚類的紅外熱圖像分割 84 4.3.3 基于熱圖像分割結(jié)果的蝕坑數(shù)目和大小識別 86 4.4 應(yīng)力腐蝕裂紋長度的定量識別 88 4.4.1 超聲熱波檢測圖像的二值化處理 88 4.4.2 裂紋主干的提取和定量識別 89 4.5 腐蝕坑深度/貯箱剩余壁厚的定量識別 90 4.5.1 幾種典型的熱波損傷深度計算方法 90 4.5.2 瞬時溫度對比度變化率峰值時間法（PSTC） 91 4.5.3 溫度比變化率峰值時間法（PSTR） 93 4.5.4 歸一化溫差變化率峰值時間法（PSTNTC） 93 5 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測試驗技術(shù) 95 5.1 概述 95 5.1.1 檢測試驗?zāi)康?95 5.1.2 檢測試驗設(shè)備 95 5.1.3 檢測試驗準(zhǔn)備及試驗參數(shù)設(shè)置 96 5.2 含圓形蝕坑鋼材料腐蝕損傷試件的熱波檢測及分析 97 5.2.1 試件設(shè)計與制作 97 5.2.2 不同大小圓形蝕坑的檢測與識別 98 5.2.3 不同深度圓形蝕坑的檢測及分析 102 5.2.4 不同深度腐蝕損傷部位剩余壁厚的定量識別 104 5.3 含多形態(tài)蝕坑LD10 材料腐蝕損傷試件的熱波檢測及分析 107 5.3.1 試件設(shè)計與制作 107 5.3.2 脈沖熱波檢測試驗結(jié)果及分析 108 5.3.3 多形態(tài)腐蝕坑大小的定量識別 108 5.3.4 腐蝕剩余壁厚的定量識別 113 5.4 加注不同類型介質(zhì)的貯箱腐蝕損傷試件熱波檢測及分析 116 5.4.1 試件制作 116 5.4.2 脈沖熱波檢測試驗結(jié)果及分析 116 5.5 LD10 應(yīng)力腐蝕裂紋試件的超聲熱波檢測及分析 118 5.5.1 試件制作 118 5.5.2 超聲熱波檢測試驗結(jié)果及分析 119 5.5.3 應(yīng)力腐蝕裂紋的定量識別 119 5.6 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測策略 122 6 基于熱波檢測的貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測 123 6.1 基于熱波檢測的貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測策略 123 6.1.1 貯箱剩余壽命預(yù)測方法 123 6.1.2 評定貯箱壽命的條件 124 6.2 腐蝕的熱波檢測結(jié)果與腐蝕規(guī)律之間的當(dāng)量化處理 125 6.2.1 腐蝕損傷檢測結(jié)果的當(dāng)量化處理方法 125 6.2.2 當(dāng)量化處理算例 126 6.3 基于線性動態(tài)系統(tǒng)與隱馬爾可夫鏈模型的貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測 127 6.3.1 腐蝕過程的隱馬爾可夫模型解釋 128 6.3.2 隱馬爾可夫模型的線性動態(tài)系統(tǒng)求解 129 6.3.3 貯箱腐蝕剩余壽命的預(yù)測方法 129 6.3.4 貯箱腐蝕剩余壽命的LDS 預(yù)測算例 131 6.4 基于灰色理論的貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測 133 6.4.1 灰色GM（1，1）預(yù)測模型 134 6.4.2 基于α 參數(shù)修正的GM（1，1）預(yù)測模型 135 6.4.3 貯箱腐蝕預(yù)測模型的建立 135 6.4.4 貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測算例 137 6.5 貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測值的可靠性分析 138 6.6 基于熱波檢測的貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計 139 6.6.1 貯箱腐蝕剩余壽命預(yù)測系統(tǒng)總體設(shè)計 139 6.6.2 貯箱剩余壽命預(yù)測軟件系統(tǒng)模塊設(shè)計 140 參考文獻 146