激光陣列源用于金屬缺陷檢測的有限元模擬.pdf

1、本文采用有限元方法分別對單脈沖線源和激光陣列源各自作用時聲表面波的產(chǎn)生及其與表面缺陷和亞表面缺陷間相互作用的物理過程進行了模擬，并在此基礎上開展應用激光陣列源檢測金屬鋁板內部缺陷的研究。主要研究內容如下： ⑴從激光超聲的激發(fā)機制出發(fā)，分別介紹聲表面波的基本性質和激光聲表面波常用的檢測方法。隨后重點講述脈沖點源、線源和激光陣列源分別作用于靶材上時激發(fā)超聲波的解析模型，分析三種模型各自的特點，為進一步的理論研究奠定基礎。 ⑵

2、基于平面應變的彈性理論，分別建立單脈沖線源和激光陣列源輻照金屬鋁板激發(fā)聲表面波的有限元模型。分析模擬結果得出陣列源激發(fā)出聲表面波幅值與陣列元數(shù)目成正比例關系，且十元陣列激發(fā)出聲表面波的幅值增益約為單線源時的10倍。通過對陣列參數(shù)變化對聲表面波影響的分析，得出：陣列元線半寬減小會使其激發(fā)出聲表面波的幅值增強，頻寬增大；時間延遲減小時，可以獲得窄帶且方向可調的聲脈沖。 ⑶單脈沖線源和激光陣列源分別作用時，對聲表面波與表面缺陷和亞表面