激光激发表面波测量表面缺陷深度的数值研究

激光激发表面波测量表面缺陷深度的数值研究

论文摘要

为了研究声表面波与表面缺陷的作用机理,实现激光超声技术对表面微缺陷定量检测,本文采用有限元法首先分别研究了声表面波与缺陷前沿、缺陷后沿的作用,然后讨论了缺陷宽度的存在对缺陷前沿与声表面波作用的影响,最后通过分析矩形缺陷与声表面波的作用,给出了能定量表征表面缺陷的特征量。研究结果表明:RS波(特征点Q)后的振荡信号(特征点W、E)来源于透射表面波在缺陷后沿所产生的振荡。特征点Q的到达时间随表面缺陷深度或宽度增大都呈现微小的线性增长;特征点W、E的到达时间差随表面缺陷深度的增大呈线性增长,与缺陷宽度的变化无关。最后,根据特征点的到达时间实现了缺陷深度的定量计算。研究结果为表面缺陷的定量检测提供了理论依据。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 热弹性理论模型
  •   2.1 有限元模型及理论基础
  •   2.2 激光与材料的参数
  • 3 计算结果与分析
  •   3.1 声表面波与不同类型缺陷的作用
  •     3.1.1 声表面波与沿缺陷前沿切割后的作用
  •     3.1.2 声表面波与缺陷前沿的作用
  •     3.1.3 声表面波与缺陷后沿的作用
  •     3.1.4 缺陷宽度的存在对声表面波与缺陷前沿作用的影响
  •     3.1.5 声表面波与表面缺口的作用
  •   3.2 缺陷深度和宽度的变化对位移信号的影响
  •   3.3 缺陷深度与宽度的计算
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陶程,殷安民,王煜帆,应志奇,束学道

    关键词: 激光超声,有限元法,表面缺陷,声表面波

    来源: 激光与红外 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 宁波大学机械工程与力学学院,浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室

    基金: 浙江省自然科学基金项目(No.Q17E050012),宁波市自然科学基金项目(No.2016A610057)资助

    分类号: TN249

    页码: 42-50

    总页数: 9

    文件大小: 1622K

    下载量: 114

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