铝合金因密度低、强度高、塑韧性好、抗腐蚀性良好等优点被广泛应用在航空航天、交通运输等重要工业领域,如飞机、卫星、铁路客车等都有铝合金的应用。但航空航天飞行器在每次飞天往返过程受到往复交变应力、空气摩擦等影响下易产生缺陷,常见的如疲劳裂纹。若服役中的设备缺陷检测不及时,会造成缺陷一步扩大,严重者会产生裂纹失效,造成巨大的经济损失以及安全事故,因此对于缺陷的检测极为重要。而振动红外热成像检测技术对疲劳裂纹适用性较强,对微裂纹检测效果较好,所以本文主要研究红外检测中振动红外热成像检测技术对航空航天领域常用的7075铝合金疲劳裂纹的检测。本文采用有限元模拟与红外实验结合的方法,从激励参数、检测参数和裂纹参数三方面对铝合金疲劳裂纹进行检测。利用模拟来探究激励参数和生热的关系,研究了检测参数对检测效果的影响,探讨了裂纹参数以及裂纹两侧的振动幅度与生热的关系。主要结论如下:(1)数值模拟表明:振动红外热成像技术在检测时受激励振幅的影响较大,裂纹处的生热和振幅成线性正相关。激励频率对裂纹处的生热规律不明显,但生热较大时其振型较为剧烈。随着激励时间的增加裂纹处生热也会增加,但到了一定时间不在增加,因此选择1s左右的激励时间。(2)实验结果表明检测参数对裂纹生热影响较大:当激励功率大于90V以上时,裂纹能较好的识别,发现功率越大裂纹越明显,得到的热图越清晰,检测效果越好,功率小于90V时则很难识别这类裂纹。当功率一定时,裂纹处的生热量会随着预紧力的增大呈现先上升后下降的趋势,实验发现预紧力在40～50N检测效果最佳。当激励功率和预紧力一定的情况下,激励位置对生热影响较大。激励源的位置距离裂纹较远时检测效果较差,但也不是距离裂纹越近越好,在裂纹两侧15mm处检测效果较好。当改变激励位置时,侧面激励的检测效果略好于正面激励,两种激励方式都能较好的检测出薄壁铝合金的疲劳裂纹。(3)裂纹参数的研究表明:在本课题选定的实验条件下裂纹处的生热量和裂纹长度成正相关,当裂纹长度一定时,裂纹面粗糙度与裂纹区域生热量之间呈现正相关的线性关系。测振实验发现激励过程中裂纹两侧的振动幅度会发生很大的变化,裂纹两侧波形存在速度差使得两个裂纹面存在相对运动,从而使得产生接触生热。将检测后的裂纹面在SEM下观察,能明显观察到摩擦的痕迹。对实验后对裂纹处出现的黑色粉末进行能谱分析,发现其主要元素为7075铝合金的成分,表明生热机制为摩擦生热。