圓柱基底-鍍層結構中波傳播的激光超聲研究.pdf

1、本文針對金屬圓柱基底-鍍層結構理論導出了系統(tǒng)的特征方程，通過數(shù)值方法詳細計算了慢層快底與快層慢底兩種結構表面波及高階模的頻散曲線。在此基礎上與圓柱、圓筒及平面金屬基底-鍍層結構中表面波的頻散特性進行了比較，表明這些結構中表面波的傳播在一定極限條件下具有相似的性質(zhì)。為了進一步研究鍍層圓柱結構中表面波的傳播特性，采用有限元技術數(shù)值模擬了脈沖激光線源激勵下的瞬態(tài)聲場。給出的圓柱與鍍層圓柱中不同時刻位移場的分布偽彩圖，直觀說明了波的

2、傳播過程與聲場的發(fā)展。二者聲場的比較表明，鍍層的存在對體波產(chǎn)生了“攝動”，使其發(fā)生微小變化；對表面波則產(chǎn)生了明顯的影響，慢層快底表面波其低頻(小ka)成分傳播速度較快，而高頻(大ka)成分傳播較慢，快層慢底則相反。與頻散分析結論完全一致。對有限元計算結果中的體波成分用射線方法進行了分析，結果具有相當好的對應性。為了驗證理論分析結論，開展了實驗研究。制作了不同規(guī)格的鋼柱基底-鋅鍍層試樣，在激光超聲系統(tǒng)上進行了激勵與檢測實驗，并