本课题得到了国家“863"计划项目的基金支持,该项目的目的是通过红外热成像技术,来快速确定金属材料的疲劳极限。本文所研究的内容属于该项目的子项目。本文首先分析研究了前人对金属疲劳极限测量的方法,并对前人研究的成果进行了有选择的总结和吸收。然而传统的疲劳极限评估方法需要漫长的时间,因此费用很高。为此提出一种新的试验方法。新方法是基于锁定热成像技术测量耗散能,通过D-MODE和E-MODE法,单试样受台阶式应力增值,有限次循环的耗散能,对应于施加试样应力曲线上的拐点揭示疲劳极限机制。该方法是在红外检测技术的快速发展中得以实现的,由于金属的耗散能非常小,在红外技术出现以前是无法测量的,所以很容易被人们所忽略掉。随着红外技术的高速发展,可以通过红外焦平面摄像机的精确测量得到试件的精确温度,便可以得出试件的耗散能,进而估算出金属的疲劳极限。本文详细阐述了运用红外图像处理进行金属疲劳极限检测的方法。在对试件进行疲劳实验时,通过红外摄像机捕捉试件的红外图像信号,在数据传输模块中进行初步处理。加入试验中重要的载荷信号,再把包含了载荷信号的数据传输到计算机中进行进一步的处理,得出耗散能与应力之间的曲线图。绘制能耗曲线,通过最小二乘法的线性回归,找出能耗突变点的应力,进而推算出试件的疲劳极限。本文对数据传输模块进行了研究,对每个芯片的选择进行了细致的分析说明,并对其功能进行了较为详细的解说,最后对其进行仿真,并加以完善。