《長貯推進劑貯箱腐蝕的熱波檢測與剩余壽命預測》圍繞長貯液體推進劑貯箱的腐蝕問題展開，重點介紹貯箱材料腐蝕的產(chǎn)生及其演化規(guī)律、貯箱腐蝕損傷的熱波檢測理論基礎及應用可行性分析、貯箱腐蝕損傷的熱波檢測定量識別方法與試驗技術，以及基于熱波檢測的貯箱腐蝕剩余壽命預測。本書力求理論聯(lián)系實際，提供較豐富的相關理論及實驗實例表述，對相關領域教學和科研人員具有較好的指導意義。
本書可供高等學校和科研院所材料、航空航天、兵器、機械工程以及其他相關學科的師生和研究人員閱讀參考。
金國鋒，常年從事液體推進劑質量檢驗、安全管理以及導彈彈體結構無損檢測方面的教學和科研工作，從2009年在火箭軍工程學院攻讀博士學位起，圍繞推進劑條件下材料腐蝕、紅外熱波檢測技術應用等方面開展了系列化研究，參與推進劑條件下材料的腐蝕行為研究、紅外熱波技術及應用拓展研究等相關的國家自然科學基金面上項目（51075390、51275518）、陜西省自然科學青年基金項目(2012JQ8018)以及軍內(nèi)重點科研項目12項，博士畢業(yè)論文獲評陜西省優(yōu)秀博士畢業(yè)論文，相關研究成果獲得軍隊科技進步獎二等獎，全國發(fā)明展覽會發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎項目獎金獎，陜西省科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎，西安市科學技術獎三等獎，發(fā)表相關學術論文30余篇，其中SCI、EI檢索20余篇。
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 液體導彈武器壽命預測及延壽研究 5
1.2.3 常用的腐蝕無損檢測方法綜述 6
1.3 熱波技術在腐蝕檢測中的研究與應用現(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計 18
2.2.1 液體導彈貯存中的腐蝕環(huán)境分析 18
2.2.2 加速腐蝕試驗的理論依據(jù) 18
2.2.3 加速腐蝕當量的獲取方法 20
2.2.4 腐蝕試件和試驗裝置的設計與處理 21
2.3 貯箱材料在推進劑中腐蝕的電化學檢測 23
2.3.1 腐蝕當量測試試驗 23
2.3.2 電化學腐蝕測試試驗 24
2.3.3 加速腐蝕當量的確定 29
2.3.4 當量加速腐蝕試驗 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果分析 37
2.5.3 無加載試件加速腐蝕試驗的厚度測量結果分析 39
2.6 腐蝕對結構力學性能的影響 40
2.6.1 腐蝕件的力學性能測試 40
2.6.2 應力腐蝕開裂敏感性分析 41
2.7 腐蝕損傷評價指標 42
3 貯箱腐蝕損傷的熱波檢測理論基礎及應用可行性分析 44
3.1 熱波檢測中的熱傳導理論 44
3.2 不同熱激勵源方式在腐蝕檢測中的熱傳導分析 46
3.2.1 脈沖熱激勵方式的熱傳導分析 46
3.2.2 功率超聲熱激勵方式的熱傳導分析 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 含多蝕坑損傷結構的熱波檢測數(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)對檢測結果的影響 60
3.4.3 超聲熱激勵源參數(shù)對檢測結果的影響 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)對脈沖熱波檢測結果的影響 62
3.5.2 貯箱結構參數(shù)對脈沖熱波檢測結果的影響 65
3.5.3 表面應力腐蝕裂紋形態(tài)對超聲熱波檢測結果的影響 68
3.5.4 貯箱結構參數(shù)對超聲熱波檢測結果的影響 69
3.5.5 環(huán)境因素對熱波檢測結果的影響 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 基于熱圖像分割結果的蝕坑數(shù)目和大小識別 86
4.4 應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 95
5.1 概述 95
5.1.1 檢測試驗目的 95
5.1.2 檢測試驗設備 95
5.1.3 檢測試驗準備及試驗參數(shù)設置 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 試件設計與制作 107
5.3.2 脈沖熱波檢測試驗結果及分析 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果及分析 116
5.5 LD10 應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果及分析 119
5.5.3 應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測 123
6.1 基于熱波檢測的貯箱腐蝕剩余壽命預測策略 123
6.1.1 貯箱剩余壽命預測方法 123
6.1.2 評定貯箱壽命的條件 124
6.2 腐蝕的熱波檢測結果與腐蝕規(guī)律之間的當量化處理 125
6.2.1 腐蝕損傷檢測結果的當量化處理方法 125
6.2.2 當量化處理算例 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測方法 129
6.3.4 貯箱腐蝕剩余壽命的LDS 預測算例 131
6.4 基于灰色理論的貯箱腐蝕剩余壽命預測 133
6.4.1 灰色GM（1，1）預測模型 134
6.4.2 基于α 參數(shù)修正的GM（1，1）預測模型 135
6.4.3 貯箱腐蝕預測模型的建立 135
6.4.4 貯箱腐蝕剩余壽命預測算例 137
6.5 貯箱腐蝕剩余壽命預測值的可靠性分析 138
6.6 基于熱波檢測的貯箱腐蝕剩余壽命預測系統(tǒng)設計 139
6.6.1 貯箱腐蝕剩余壽命預測系統(tǒng)總體設計 139
6.6.2 貯箱剩余壽命預測軟件系統(tǒng)模塊設計 140
參考文獻 146
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