1、 I摘 要在役鋼結構中存在各種損傷，承載疲勞載荷的結構損傷問題更為突出。為確保結構安全工作并延長受損鋼結構使用壽命，需要對結構進行修復和加固。碳纖維增強復合材料（CFRP）粘結修復技術以其高效率、低成本，且能顯著提高結構的疲勞壽命等優(yōu)點，在鋼結構整體和局部損傷加固研究中應用潛力巨大。無損檢測是保障鋼結構以及其設備的安全和可靠性的關鍵技術。電磁激勵熱成像由于具有無接觸、檢測結果直觀、熱激勵效率高的優(yōu)點而成為無損檢測的熱點。 本文針對 C

2、FRP 修復鋼結構試件后裂紋萌發(fā)及擴展問題， 利用 COMSOL有限元軟件建立了 CFRP-膠層-鋼結構的精細有限元模型，研究多層異性介質(zhì)結構下的渦流熱成像檢測機理，同時提出了一套基于電磁激勵熱成像的均勻溫度場損傷識別和提取方法，并通過實驗對檢測理論和損傷識別方法進行驗證，研究結果對 CFRP-鋼結構損傷的檢測具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容如下：（1）首先，分析了電磁激勵熱成像的 CFRP-鋼結構損傷檢測原理，并通過理論和實驗分析了

3、CFRP 表面編織信息對檢測的影響； 在 COMSOL Multiphysics軟件上建立了電磁激勵熱成像法檢測 CFRP-鋼結構的有限元模型，通過仿真分析激勵線圈的形狀， 不同裂紋長度和不同 CFRP 層數(shù)對 CFRP-鋼結構表面溫度分布的影響，為進一步定量分析和實驗處理提供了理論分析和指導。（2） 提出了基于多層小波變換和 RGBN 圖像處理方法， 去除熱像圖中 CFRP纖維編織信息和背景干擾，為進一步實現(xiàn)損傷的提取和量化做出鋪墊。

4、（3）提出了基于極值種子區(qū)域生長和數(shù)學形態(tài)學的損傷提取算法，適應不同長度裂紋和不同 CFRP 層數(shù)的 CFRP-鋼結構損傷的提取， 分離和融合。 實現(xiàn)對損傷的位置，形狀和長度信息的提取。（4）構建了電磁激勵熱成像檢測 CFRP-鋼結構損傷實驗平臺，制作了適應于 CFRP-鋼結構損傷檢測的磁芯線圈和不同尺寸， 不同 CFRP 層數(shù)的裂紋損傷試件，驗證了基于多層小波變換和 RGBN 圖像處理方法、基于極值種子區(qū)域生長和數(shù)學形態(tài)學的損傷提取算