声表面波在圆弧处反射及透射的数值研究(4)
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【摘要】3 结论与展望 本文通过改变激光脉冲的上升时间,根据有限元建模仿真计算获得了中心波长分别为430 μm 和560 μm 两组表面波。首先利用两组数值实验研究
3 结论与展望
本文通过改变激光脉冲的上升时间,根据有限元建模仿真计算获得了中心波长分别为430 μm 和560 μm 两组表面波。首先利用两组数值实验研究了表面波在圆弧处的反射现象。仿真计算分析发现即当圆弧半径小于一个表面波中心波长的时候,表面波主要以反射与模式转化为主;当圆弧半径约为二分之一表面波中心波长时,反射表面波的能量最大。然后又研究了表面波在圆弧处的透射现象。计算分析发现即当圆弧半径大于一个表面波中心波长时,随着圆弧半径的增加,反射表面波的能量不断减小,透射表面波的能量不断增大;并且透射表面波位移幅值的增长率逐渐减小,表明当曲率半径增加到某一数值时,表面波将能够完全通过圆弧过渡面。
利用声表面波在圆弧过渡面处的传播性能与曲率半径之间的关系,模拟了激光激发声表面波与材料表面圆弧形凹痕的相互作用,并与之前学者研究的表面波与矩形凹痕的作用机理进行了对比。结果表明:圆弧形裂痕和矩形裂痕对于直达表面波的响应存在明显的区别。当裂痕深度较深时(裂痕深度大于两个声表面波的波长),对于矩形缺陷而言,绕行而过的透射表面波能量很微弱;对于圆弧形缺陷而言,随着裂痕深度增加,绕行而过的表面波能量越来越多,根据透射表面波的到达时间反演裂痕深度大小,其估算值与实际值之间的相对误差在2%以内。这一结论为利用透射表面波时域信号估算圆弧半径的大小奠定了理论基础,也为表面含有弧形凹痕构件的健康检测提供了理论依据,更加促进了激光超声无损检测领域的进步。
后续将利用激光超声场检测仪对含有不同曲率半径圆弧凹痕的铝块进行激光超声实验,通过对采集到的超声波信号进行数据分析来验证数值计算的结果,相应的工作仍在进行当中。
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文章来源:《反射疗法与康复医学》 网址: http://www.fslfykfyx.cn/qikandaodu/2021/0726/544.html