手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

脉冲激光在双层圆柱体中激发超声导波的理论研究

赵艳;沈中华;陆建;倪晓武

  在工程上,材料表面通常覆盖一层涂层,用来改进材料的力学特性或使材料具有特殊的性能,如加强材料的强度和防腐蚀等。在这种情况下,材料的特性很大程度上由涂层决定,因此,无损检测表面层的特性具有广泛的实用价值。早在60年代,国外学者已经在理论上研究平面涂层基底系统中声表面波的传播特性。随后,又将该理论应用到实验中,来确定涂层的特性,如密度、厚度、弹性常数等。然而,以往工作中研究对象是平面基底上覆盖一层平面涂层,对于具有弯曲表面的涂层基底系统的研究鲜见报道,而实际工程产品大多具有弯曲表面,并且圆柱是最基本的弯曲形状。本文采用有限元方法,来研究各向同性金属圆柱表面覆盖金属表面层的涂层基底系统中,声表面波的激光激发和传播特性。根据线性弹性理论,假设界面应力和位移连续,考虑激光作用过程中材料热物理参数随温度变化的实际情况,建立有限元模型,数值模拟双层圆柱体中超声导波的激光热弹激发和传播过程。在数值计算中,我们选取,铜圆柱外包裹一层铝涂层的典型慢基底快涂层系统和铝圆柱外包裹一层镍涂层的快基底慢涂层系统,这两个不同双层圆柱体作为样品。数值模拟结果表明:除了掠面纵波外,在快基底慢涂层系统中得到了正常的色散表面波,而在慢基底快涂层系统得到了反常色散表面波。通过相谱分析,得到了不同基底涂层系统中超声导波的色散曲线。该研究为激光超声无损检测具有弯曲表面的涂层基底系统表面缺陷提供了理论依据.……   
App内打开