基于反射橫波的金屬材料內(nèi)部缺陷激光超聲檢測(cè)研究.pdf

1、本文從有限元模擬及實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面展開對(duì)激光超聲橫波在金屬材料內(nèi)部缺陷檢測(cè)應(yīng)用中的研究，主要討論了橫波的傳播特性，以及通過分析橫波與缺陷的相互作用過程來評(píng)估缺陷的位置、大小等信息。
　　分析總結(jié)其他學(xué)者在內(nèi)部缺陷檢測(cè)研究的基礎(chǔ)上，本文提出了一種利用橫波反射回波對(duì)內(nèi)部缺陷檢測(cè)的“二次遮擋法”。該方法通過固定激光激發(fā)點(diǎn)與探測(cè)點(diǎn)距離，移動(dòng)樣品進(jìn)行掃描檢測(cè)，當(dāng)超聲橫波的傳播路徑上存在缺陷時(shí)，缺陷會(huì)兩次削弱橫波的底面反射回波的幅值，根據(jù)缺陷對(duì)橫

2、波幅值的影響來獲得缺陷的位置、大小等信息。
　　利用有限元方法數(shù)值模擬激光源在含有內(nèi)部通孔缺陷的金屬鋁材料表面激發(fā)超聲波的物理過程。分別模擬樣品內(nèi)部相同大小不同埋藏深度的缺陷和相同埋藏深度不同大小的缺陷兩種情況對(duì)反射橫波幅值的影響。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明缺陷會(huì)削弱橫波底面反射回波的幅值，在缺陷大小一定的情況下，不同的埋藏深度對(duì)反射回波的幅值影響不大;在埋藏深度一定的情況下，缺陷越大對(duì)反射回波幅值的削弱越明顯。
　　搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝

3、置，采用激光線源激發(fā)超聲波，激光多普勒測(cè)振儀在同側(cè)接收超聲波信號(hào)。首先固定信號(hào)接收點(diǎn)位置不變，移動(dòng)激光線源進(jìn)行掃描探測(cè)，獲取滿足橫波底面反射回波幅值最大的最優(yōu)探測(cè)距離。然后保持該激光激發(fā)點(diǎn)與探測(cè)點(diǎn)間距恒定，沿著經(jīng)過內(nèi)部缺陷的路徑直線上精密移動(dòng)樣品，實(shí)現(xiàn)對(duì)含有不同大小通孔缺陷和不同埋藏深度通孔缺陷鋁樣品的掃描檢測(cè)。根據(jù)激光激發(fā)點(diǎn)與信號(hào)接收點(diǎn)的間隔距離、缺陷對(duì)橫波幅值的兩次削弱間隔距離以及樣品的厚度計(jì)算出缺陷的埋藏深度，所得結(jié)果誤差均小于1