激光熱彈超聲體力源和對(duì)應(yīng)波形的數(shù)值研究.pdf

1、本文采用有限元方法建立了用于研究脈沖激光在不同性質(zhì)固體材料中熱彈激發(fā)超聲波的數(shù)值模型，進(jìn)而對(duì)不同性質(zhì)固體材料中的激光超聲體力源和超聲波的產(chǎn)生機(jī)理、傳播特征以及力源和波形之間關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。 在同時(shí)考慮脈沖激光的時(shí)間分布和空間分布、介質(zhì)的熱傳導(dǎo)效應(yīng)和激光在材料中的光穿透效應(yīng)以及材料性質(zhì)隨溫度變化的條件下，分別研究了金屬材料和非金屬材料中激光熱彈超聲力源和超聲波的產(chǎn)生和傳播過程，分析了金屬和非金屬材料中激光超聲波的特點(diǎn)。結(jié)合

2、對(duì)心波形，得到了不同力源模型下的應(yīng)力場(chǎng)和對(duì)應(yīng)超聲波波形間的物理關(guān)系。 利用有限元方法研究了脈沖激光在透明薄膜/基底系統(tǒng)中激發(fā)超聲力源和超聲波的產(chǎn)生和傳播過程。分析了該系統(tǒng)中激光激勵(lì)產(chǎn)生埋藏體力源的特點(diǎn)以及和超聲波波形之間的關(guān)系，研究了透明薄膜厚度對(duì)超聲力源和超聲波波形的影響及規(guī)律。結(jié)果表明，透明薄膜厚度的增加對(duì)系統(tǒng)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響效果并不相同；透明薄膜的約束使熱彈應(yīng)力場(chǎng)的軸向應(yīng)力增大，但透明薄膜厚度超過一定值后，繼續(xù)增加厚度

3、對(duì)激光超聲力源的形成不產(chǎn)生新的影響。 研究了脈沖激光在具有橫觀各向同性的單向纖維加強(qiáng)復(fù)合材料平行薄板中激發(fā)超聲力源的產(chǎn)生和傳播過程，利用應(yīng)力分布和薄板變形的時(shí)間演變過程分析了激光超聲Lamb波不同模態(tài)的力學(xué)產(chǎn)生和傳播過程。采用上述方法研究了單向纖維加強(qiáng)復(fù)合材料厚板中超聲體波的產(chǎn)生和傳播過程，分析了橫觀各向同性材料不同傳播平面內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)和超聲波的產(chǎn)生和傳播特征。結(jié)果顯示，激光超聲波在各向異性材料中的傳播特征與超聲波的傳播方向有密切