结构裂纹是最常见和危害最大的钢结构缺陷之一。电磁激励红外热像检测技术作为新兴的一种无损检测技术,具有检测面积大(检测效率高)、裂纹损伤定位直接及检测灵敏度高等优点,在众多工程领域的钢结构表面裂纹检测上具有很好的应用潜力。在实际工程应用中,被测试件表面粗糙状态是检测过程中不可忽视的影响因素。本文针对不同表面特征下的钢结构表面裂纹,采用电磁激励红外热像检测技术,通过理论分析、仿真模拟、实验验证,分析了表面裂纹在不同表面特征下的温度分布情况,在此基础上提出了一种基于裂纹形态和温度梯度裂纹识别算法,对裂纹的位置和尺寸进行判定,对钢结构表面裂纹的检测具有重要意义。本文的主要研究内容如下:(1)通过仿真建模分析钢结构表面温度分布规律。在电磁激励红外热像检测钢结构表面特征裂纹机理分析的基础上,采用COMSOL仿真软件构建不同钢结构表面模型,得到不同表面特征下被测钢结构表面感应电流和温度的分布规律。分析结果表明,不同表面特征下的粗糙表面使得钢板表面出现非裂纹引起的温度异常区域,影响检测结果的准确性。(2)根据裂纹的几何形态和温度分布特性提出了一种基于裂纹形态和温度梯度裂纹识别算法。该算法通过热响应差分归一化法抑制钢结构表面发射率的影响,然后运用阈值分割和边缘检测方法对热像图上的异常温度分布区域进行划分和标记,最后通过计算和比较各区域的长宽比和边缘温度梯度,实现裂纹识别并提取裂纹位置和尺寸信息。(3)对电磁激励红外热像检测钢结构表面裂纹粗糙特征进行了试验研究。制作了不同表面粗糙特征的钢板试件,通过大量试验验证了不同表面粗糙特征下钢结构表面温度分布。运用MATLAB图像处理软件编写算法程序对试验中的红外热像图进行算法分析,验证基于裂纹几何形态与温度梯度的裂纹识别算法的准确性。结果表明该算法可消除不同表面粗糙特征的影响,准确识别裂纹大小和尺寸,高度还原了裂纹信息。上述研究抑制了不同表面特征对裂纹识别的影响,验证了基于裂纹形态和温度梯度裂纹识别算法的有效性,为电磁激励红外热像检测法在钢结构表面裂纹检测领域的应用奠定了基础。