為了驗證仿真結果的正確性，對兩種材料的表面人工裂紋進行檢測，裂紋和激勵條件與仿真中參數相同。兩種材料感應加熱200ms時的紅外圖像和不同觀察時間的表面溫度分布分別如圖6、圖7所示。其中，圖7(a)、圖7(b)分別表示圖6(a)、圖6(b)中沿紅線的溫度分布情況，為減小誤差，取加熱區域附近5行像素點的平均值。圖中橫軸為位置坐標，取裂紋中心位置為L=0mm，縱軸為歸一化溫度。

圖6 感應加熱紅外熱圖

圖7 裂紋附近的溫度分布

從兩種材料的裂紋附近(裂紋邊緣在橫坐標±1.5mm處)的溫度分布可以看出，對于45^#鋼，由于趨膚深度較小，感應加熱時裂紋邊緣溫度明顯高于附近區域，隨著加熱時間增加，邊緣溫度迅速升高，而裂紋底部溫度上升速率逐漸降低；而對于不銹鋼，趨膚深度較大，裂紋邊緣低于附近區域，遠離裂紋邊緣位置為高溫分布，裂紋底部溫度上升速率逐漸增加。

四、結束語

1、由于45^#鋼和不銹鋼趨膚深度相差很大，感應加熱時的渦流場和溫度場呈現不同的分布規律：45^#鋼渦流緊貼裂紋流動，加熱后裂紋邊緣為高溫分布；不銹鋼渦流被推離裂紋邊緣，加熱后裂紋邊緣為低溫分布。

2、感應電流密度分布和裂紋對熱擴散的阻礙作用共同決定了感應加熱時的溫度變化規律：45^#鋼試件表面和裂紋底部感應電流密度基本相等，裂紋對熱擴散的阻礙導致裂紋邊緣和底部中心位置附近熱量迅速積累；不銹鋼裂紋邊緣感應電流密度較小，裂紋底部角落處感應電流密度較大，因此加熱初期邊緣溫度較低而底部角落處溫度較高，隨著加熱過程的持續，熱量的不均勻分布逐漸被熱擴散所削弱。

3、加熱過程中，由于感應電流分布規律和材料物理屬性的差異，45^#鋼裂紋底部溫度上升速率逐漸減小，而不銹鋼裂紋底部溫度上升速率逐漸增加。