基于瑞利波的材料表面缺陷深度檢測(cè)數(shù)值研究.pdf

1、表面缺陷是工程材料最為常見(jiàn)的一種損傷，會(huì)降低工程結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。瑞利波檢測(cè)方法相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)方法，具有簡(jiǎn)單易操作的優(yōu)點(diǎn)。本文以通用有限元軟件 ANSYS為平臺(tái)，模擬了瑞利波波長(zhǎng)大于表面缺陷深度和瑞利波波長(zhǎng)小于表面缺陷深度這兩種情況的應(yīng)力波傳播過(guò)程，得出了瑞利波受表面缺陷作用后的幅值衰減、傳播時(shí)間延時(shí)、頻率阻隔規(guī)律?；谌鹄ㄔ诜?、傳播時(shí)間、頻率三方面表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律，研究了瑞利波檢測(cè)材料表面缺陷深度的方法。
　　當(dāng)瑞利波波長(zhǎng)

2、大于表面缺陷深度時(shí)，研究了幅值衰減規(guī)律檢測(cè)表面缺陷深度的方法。通過(guò)有參考的布置方式，消除了材料阻尼和幾何擴(kuò)散的衰減影響。通過(guò)定量計(jì)算確定了激勵(lì)源和觀測(cè)點(diǎn)的合理位置，減弱了雜波的混疊影響。計(jì)算出的傳遞系數(shù)曲線表明，當(dāng)表面缺陷深度與瑞利波波長(zhǎng)比值（h/λ）在0到0.3之間時(shí)，滿足單一映射，且下降趨勢(shì)陡峭，適合用來(lái)檢測(cè)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的表面裂縫深度。
　　當(dāng)瑞利波波長(zhǎng)小于表面缺陷深度時(shí)，根據(jù)瑞利波沿表面缺陷側(cè)面?zhèn)鞑グl(fā)生延時(shí)的規(guī)律研究了檢

3、測(cè)表面缺陷深度的方法。數(shù)值模擬表明，當(dāng)激勵(lì)頻率為8 MHz時(shí)，構(gòu)件高度在25 mm以上時(shí)，深度在1 mm和7 mm之間的表面缺陷均有較高檢測(cè)精度，且能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)掃描檢測(cè)和缺陷定位。該方法具有波包到達(dá)時(shí)刻易于確定的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于深度為1 mm和2 mm的較淺表面缺陷也能很好檢測(cè)出，適合檢測(cè)鋼材表面肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷深度。
　　進(jìn)一步，研究了瑞利波頻率阻隔規(guī)律檢測(cè)表面缺陷深度的方法。通過(guò)截?cái)嗖ㄐ吻懊娌糠盅苌潴w波的方法，尋找出深度為4 mm到