熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料加熱過程中激光超聲衰減特性研究.pdf

1、本文采用有限元方法分別建立了常溫和加熱情況下脈沖激光線源在熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料(形狀記憶高分子聚合物)中激發(fā)聲表面波的數(shù)值模型，并在此基礎(chǔ)上開展對激光在熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料中激發(fā)超聲表面波波形及傳播特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)的研究。
　　 從激光超聲的激發(fā)機(jī)制出發(fā)，分別介紹聲表面波的基本性質(zhì)和激光聲表面波常用的檢測方法。隨后重點(diǎn)論述了脈沖激光線源分別作用于室溫態(tài)和加熱態(tài)的樣品上時(shí)激發(fā)超聲波的解析模型，分析兩種模型各自的特點(diǎn)，為進(jìn)一步的理論

2、研究奠定基礎(chǔ)。
　　 在不考慮粘性勁度系數(shù)的情況下，基于平面應(yīng)變的彈性理論，建立了脈沖激光在熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料表面激發(fā)Rayleigh波的有限元模型。與考慮粘性勁度系數(shù)的模擬結(jié)果相比較，分析了隨傳播距離增加，Rayleigh波振幅衰減的原因。基于平面熱粘彈理論、結(jié)合激光脈沖能量的空間分布特征和熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料板材變溫時(shí)的各向同性粘彈性特征，建立起脈沖激光激發(fā)熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料產(chǎn)生聲表面波的有限元模型，重點(diǎn)研究熱驅(qū)動(dòng)型SMP材料

3、中激發(fā)點(diǎn)和探測點(diǎn)之間局域加熱的過程中聲表面波衰減特性。建立了利用PVDF傳感器接收經(jīng)過三倍頻所得的紫外波長激光激發(fā)的聲表面波的實(shí)驗(yàn)裝置，分析了去噪后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并與數(shù)值模擬結(jié)果作比較，發(fā)現(xiàn)隨材料升溫，材料的粘性特征變得明顯的同時(shí)，彈性性能不斷減弱，表現(xiàn)為材料升溫至玻璃化溫度附近時(shí)，聲表面波形衰減至幾乎消失?？梢姡瑢椥孕阅艿难芯靠梢宰鳛樵u價(jià)材料粘性特征的有效手段。
　　 超聲衰減是聲學(xué)特性及無損檢測的重要參量，本文研究的熱驅(qū)動(dòng)型