金属表面缺陷激光超声检测技术研究

发布时间：2021-01-04 04:52

　　金属构件在生产及使用过程中,外界的不均匀受力会造成材料表面微小裂纹的滋生,长期服役会造成裂纹的进一步生长和扩展,若得不到及时地检测会对生产安全造成巨大威胁。激光超声检测技术具有频带宽、非接触检测、检测灵敏度高以及可以对移动工件进行检测等优点,可以实现对金属材料表面缺陷的检测。因此,本文采用激光超声技术来研究表面波在铝合金材料表面缺陷处的传播特性及对不同表面缺陷的定量测量。本文首先从脉冲激光激发超声的解析模型出发,分析了线光源的激励机理及激励过程中的样品表面温度场及应力场变化,介绍了热弹机制下激光激发的横波、纵波及表面波信号的传播方向;其次,介绍了激光超声扫描法检测表面缺陷的基本原理,制定了激光超声扫描法检测表面缺陷的实验方案;最后,搭建了激光超声检测实验平台,实现了金属材料表面不同深度的直裂纹、不同倾斜角度的斜裂纹及双表面裂纹的检测,根据B-Scan图像研究了激光激发的超声信号在表面缺陷处的传播过程,分析了透射表面波与缺陷参数的关系,采用透射系数（透射表面波与直达表面波的幅值比）实现了对表面缺陷的深度及角度的定量分析。结果表明:激光激发超声过程中,在距离激光激发点小于一个光斑半径范围内... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光超声几何模型

[51-52]。因此，剖分网格时，要考虑两太长。在 comsol 中选择用户控制网格，续传递，一般要求网格尺寸控制在超声超声信号的最高频率可表示为：0max2RCfR 表面波的波速，R0表示激光光斑半径。计算表面波的最小波长为：20min R 光作用区域网格比较密集，网格尺寸约格较稀疏，网格尺寸为 1/6 min，设为 1制矩形的左下角为原点，矩形内不同点

中北大学学位论文距离中心点 30um 的范围内，约为光斑半径的中心点 320um 的范围内，约为光斑半径的 1 倍该区域的瞬态温升充当一个激发超声信号的热约束从而激励出瞬态热应力并在介质中传播，

【参考文献】：
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本文编号：2956187