圓柱基底-鍍層結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)理論導(dǎo)出了系統(tǒng)的特征方程，通過數(shù)值方法詳細(xì)計(jì)算了慢層快底與快層慢底兩種結(jié)構(gòu)表面波及高階模的頻散曲線。在此基礎(chǔ)上與圓柱、圓筒及平面金屬基底-鍍層結(jié)構(gòu)中表面波的頻散特性進(jìn)行了比較，表明這些結(jié)構(gòu)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(jìn)一步研究鍍層圓柱結(jié)構(gòu)中表面波的傳播特性，采用有限元技術(shù)數(shù)值模擬了脈沖激光線源激勵(lì)下的瞬態(tài)聲場。給出的圓柱與鍍層圓柱中不同時(shí)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(jié)論完全一致。對有限元計(jì)算結(jié)果中的體波成分用射線方法進(jìn)行了分析，結(jié)果具有相當(dāng)好的對應(yīng)性。為了驗(yàn)證理論分析結(jié)論，開展了實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了激勵(lì)與檢測實(shí)驗(yàn)，并