光致微裂紋閉合的激光超聲監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、針對(duì)目前裂紋在閉合過程中的動(dòng)態(tài)變化還沒有被研究的問題，本文將從實(shí)驗(yàn)方面對(duì)裂紋的閉合過程進(jìn)行研究。首先搭建了一套使用激光超聲方法檢測(cè)裂紋的實(shí)驗(yàn)裝置，以脈沖點(diǎn)激光源作為超聲激發(fā)源，用光偏轉(zhuǎn)方法檢測(cè)超聲，將一束連續(xù)加熱光照射在裂紋上，通過增大加熱光的功率使裂紋逐漸閉合。
　　實(shí)驗(yàn)通過時(shí)間飛行散射法（Time of Flight Diffraction，TOFD）分辨出了激光在黑玻璃樣品上激發(fā)出的反射和透射的各模態(tài)聲波。在此基礎(chǔ)上，逐漸增

2、大加熱光功率，檢測(cè)了裂紋在各加熱功率加熱時(shí)和加熱再冷卻后的透射表面波和透射模式轉(zhuǎn)換信號(hào)，并在裂紋同一位置重復(fù)了三次實(shí)驗(yàn)，得到了三次實(shí)驗(yàn)中這兩種超聲信號(hào)在裂紋的加熱和冷卻兩種狀態(tài)下的峰峰值隨加熱光功率的變化關(guān)系。三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，首先觀察到了各模態(tài)超聲波峰峰值在不同功率加熱光輻照下/輻照后的顯著變化;其次，觀察到第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與后兩次有較大差距，而后兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果極為相似，并且后兩次實(shí)驗(yàn)中裂紋加熱再冷卻狀態(tài)下的信號(hào)峰峰值變化幅度明顯小于第一次

3、實(shí)驗(yàn)。研究表明，裂紋在閉合過程中會(huì)發(fā)生不可逆的改變，并且隨著多次實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，裂紋壁的狀態(tài)將逐漸趨向于穩(wěn)定而不易被改變。
　　最后，通過移動(dòng)樣品的方式使激發(fā)、探測(cè)和加熱光源同時(shí)沿裂紋生長(zhǎng)方向移動(dòng)，逐漸增大加熱功率，在裂紋上不同位置，檢測(cè)了裂紋在不同功率加熱光輻照下/輻照后的透射表面波和透射模式轉(zhuǎn)換信號(hào)，得到了在裂紋上不同位置，玻璃樣品處于加熱和冷卻兩種狀態(tài)下，這兩種信號(hào)的峰峰值隨加熱光功率的變化關(guān)系。對(duì)裂紋閉合過程中發(fā)生不可逆改變時(shí)