大量的工业设备广泛的应用于日常生产,其工况环境复杂,常常处于长期交变负载情形之下,导致设备内部容易疲劳损伤,对设备的使用而言属于致命危机。疲劳损伤存在于设备内部,表面上表现不明显,肉眼难以发现,给设备检测带来了极大困难,本文将采用红外无损检测技术对设备内部缺陷进行检测,以CNG复合材料气瓶为研究对象。大量实验表明复合材料气瓶的疲劳损伤绝大多数位于缠绕层,因此,本文以缠绕层内部缺陷为研究对象,对复合材料气瓶采用人工施加热激励的方式进行红外检测实验。本文的研究工作主要如下几个方面。(1)建立含内部缺陷的双层平板传热过程数学模型,采用有限元法对导热微分方程进行离散求解,通过数值实验分析了内部缺陷信息(如:缺陷面积、深度等)对检测表面最大温度差的影响,并且得出其影响规律。(2)建立带内部缺陷的复合材料气瓶传热过程模型,利用有限元软件数值模拟复合材料气瓶的内部温度场,复合材料气瓶内部缺陷为预设缺陷,分别采用稳态检测、瞬态检测数值实验方式,讨论缺陷布置位置、面积大小对检测表面的可检测性的影响,为后续实验提供理论指导。(3)搭建实验平台,采用热蒸汽对气瓶进行热激励,采用红外热像仪采集检测面温度信息。采取稳态检测、瞬态检测方式对气瓶实施检测,实时采集气瓶检测面温度分布信息,后期利用红外软件分析气瓶热像图。(4)建立复合材料气瓶内部边界热流反演模型,采用共轭梯度法反演内部未知热流,通过数值验证反演算法对边界热流识别的可行性。气瓶红外检测实验测量温度信息作为反演模型的输入参数,基于共轭梯度法辨识气瓶内部未知热流。