激光在金屬楔形板中激發(fā)超聲導(dǎo)波傳播規(guī)律的研究.pdf

1、本文從理論方面對脈沖激光在楔形板中激發(fā)超聲導(dǎo)波的規(guī)律和超聲導(dǎo)波在楔形板中傳播的頻散特性進(jìn)行了研究。
　　 基于彈性力學(xué)的基本理論，建立了楔形板導(dǎo)波傳播的理論模型，采用位移勢函數(shù)法求解Navier-Stokes方程，并結(jié)合自由楔形板的零應(yīng)力邊界條件推導(dǎo)出楔形板的頻散方程，通過數(shù)值方法求解頻散方程得到頻散曲線。比較并分析了幾種不同角度楔形板的頻散曲線，得到頻散特性隨楔形板角度變化的規(guī)律。小角度楔形板和大角度楔形板內(nèi)導(dǎo)波的頻散特性有較

2、大區(qū)別，小角度楔形板厚度變化緩慢，導(dǎo)波頻散曲線和平板中的情況相近；大角度楔形板厚度變化明顯，導(dǎo)波頻散特性較平板中有較大差異，隨楔形結(jié)構(gòu)角度不同頻散特性也有明顯變化。最后對楔形板內(nèi)導(dǎo)波頻散行為變化的原因給出了解釋。
　　 基于激光超聲的熱彈激發(fā)理論，考慮脈沖激光作用于楔形板表面激發(fā)超聲導(dǎo)波，并忽略熱擴(kuò)散效應(yīng)與光學(xué)穿透效應(yīng)，將激光作用等效為表面脈沖點(diǎn)力源。將脈沖激光作用等效力視為邊界條件，采用雙積分變換法求解波動方程，并結(jié)合邊界條件

3、確定出積分變換解v(k，ω)的四個系數(shù)，再對v(k，ω)采用二維IFFT數(shù)值運(yùn)算得到導(dǎo)波波形。編程求解了幾種不同角度楔形板內(nèi)導(dǎo)波波形，通過比較分析不同位置的波形，得到導(dǎo)波在楔形板中傳播時波形的變化規(guī)律。導(dǎo)波在楔形板內(nèi)傳播時，波形隨板厚度變化而變化，在板厚度小的位置波形有明顯的Lamb波特征，隨著導(dǎo)波傳播波形逐漸發(fā)生改變，厚度大的位置波形出現(xiàn)Rayleigh波的特征，并且隨楔形板角度增大，這種轉(zhuǎn)變趨勢越明顯。最后通過實(shí)驗(yàn)研究了楔形板中導(dǎo)波