热障涂层是一种多层结构的隔热部件,常应用在航空发动机的涡轮叶片表面,其作用是避免高温燃气和叶片直接接触,提高叶片的耐受温度,进而提高发动机的推重比,延长发动机的使用寿命。由于制造工艺的不完善以及服役过程中高温高压环境的冲击作用,热障涂层会变薄甚至会脱落,继而引发安全事故。热障涂层厚度直接反应了热障涂层质量,因此有必要对其厚度进行检测。脉冲涡流检测具有检测信息丰富、成本低的优点,能够无损、便捷、高效地对多层结构件进行检测。本文通过建立热障涂层的脉冲涡流检测模型,研究了脉冲涡流信号与热障涂层厚度的关系,提出了热障涂层厚度的检测方法,并进行了实验。主要研究内容总结如下:首先,建立了基于傅里叶变换的脉冲涡流检测有限元模型。借助有限元软件Comsol计算出了线圈在谐波激励时的阻抗,并通过实验验证了计算结果的正确性。基于脉冲涡流问题的线性特性,将线圈在谐波激励时的响应叠加后作傅里叶逆变换得到线圈在方波激励时的时域响应。搭建了脉冲涡流检测实验平台,验证了有限元模型的正确性。其次,研究了基于三次样条插值的热障涂层厚度脉冲涡流信号高效有限元模型。在分析了线圈阻抗随激励频率的变化规律后,提出了分段三次样条插值策略来减少所需计算的谐波响应数量,提高了脉冲涡流检测模型的效率,同时研究了分段插值的分界点的影响因素。研究了激励信号的上升时间以及占空比对谐波响应数量的影响。此外本文开发了一个基于Matlab的脉冲涡流检测仿真软件,实现了便捷化的仿真计算。再者,提出了热障涂层厚度脉冲涡流检测方法。应用热障涂层厚度的脉冲涡流检测模型仿真研究了脉冲涡流信号与涂层厚度的关系,构建了电压信号峰值与涂层厚度的映射关系,提出了在粘结层电导率已知和未知情况下的涂层厚度检测方法,并研究了激励信号的上升时间对涂层厚度测量灵敏度的影响。最后,制作了热障涂层试验样件,对样件进行了脉冲涡流检测实验,通过测量到的电压峰值对涂层厚度进行检测,实验结果表明提出的热障涂层厚度脉冲涡流检测方法是可行的。本文共有图75幅,表15个,参考文献82篇。