功能梯度材料板的激光超声检测

功能梯度材料板的激光超声检测 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第卷第期年月声学技术护 , , 功能梯度材料板的激光超声检测宋学行 ‘ , 潘永东 , 钱梦碌 , 仲政 ‘ 同济大学航空航天与力学学院同济大学声学研究所 , 上海一 , 洲物一 , 溯一 , ‘ 邓, , 月澎妙 , , 仅劝 , 为气几几 ...

© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第卷第期年月声学技术护 , , 功能梯度材料板的激光超声检测宋学行 ‘ , 潘永东 , 钱梦碌 , 仲政 ‘ 同济大学航空航天与力学学院同济大学声学研究所 , 上海一 , 洲物一 , 溯一 , ‘ 邓, , 月澎妙 , , 仅劝 , 为气几几了、、、⋯ 少引言功能梯度材料凡 , 简称板是一种新型的复合材料。在制备过程中 , 根据其使用要求 , 沿厚度方向连续地改变材料的各组分含量和微观结构 , 使材料常数呈现出梯度变化 , 从而使其性质和功能沿厚度方向呈梯度变化。目前 , 已广泛应用于航空航天、核能源、激光超声检测实验系统图是激光超声检测实验系统示意图。图中脉冲功率激光器产生一个约宽 , 能量 , 波长的光脉冲经反射镜 , 和扫描平台上的反射镜及柱透镜入射至试样一侧表面。柱透镜能把激光束汇聚成线状 , 形成线源以利于激发直达声。所激发产生的直达声波在板状试样的另一侧用激光干涉仪来检测 , 再用数字示波器记录其法向位移波形到计算机 , 以便处理。激发激光要通过步进马达在试样表面扫描 , 同时激光干涉仪的检测点固定在试样的某个部位 , 以得到位移场。理论模型和位移场的解考虑一个材料常数沿厚度方向变化的功能梯度材料板 , 板厚为 , 人、 “ 、分别为沿厚度方向变化的拉梅常数和密度。其运动方程为刀“ , “ , , 一。 , , , , 其中应力和拉梅常数满足本构关系。‘ , 一兄 , 占声 ‘ ‘ , , “ , , 对板波激发可以得到偏微分方程〔丁光学工程、生物医学、电子材料等领域。对板进行激光超声检测研究有助于为此提供有效的超声无损评价方法。本文在介绍了激光超声检测实验系统和建立预测功能梯度材料板在激光线源热弹激发下瞬态位移场的理论模型基础上 , 得到一约毫米厚波阻抗梯度飞片冈上的实验和理论比较结果。于二 “ 气〔几之久几产一耐十衬含一 , 几户凡几几那赵其中占一那又户几召 , 为沿方向上波若金来派国家自然科学基金重点项目批准号作者宋学行 , 均一 , 男 , 汉族 , 河南 , 在读博士 , 研究方向为功能梯度材料的激光超声研究通讯作者潘永东 , 沈 ‘ © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第期宋学行等功能梯度材料板的激光超声检测数 , 。为圆频率。根据皮亚诺展开方法阁可对其进行求解可得西一 , 一其中。一二气气 , 矩阵 , 由皮亚诺级数展开求得。激光线源在 , 二 , 处热弹激发 , 其可等效为一个沿试样表面分布的偶极源〔, ’, 有一二一才 ‘ 其中为阶跃函数 , ’ 戈为代入式可得处激光激发位移场。结果和讨论有一个厚度为毫米、直径为毫米的钦钨合金的功能梯度板 , 即波阻抗梯度飞片 , 其上表面为的钨组成 , 下表面为的组成 , 中间的组分是一合金且密度是变化的。如表所示 , 沿厚度方向其不同深度处的密度是不同的 , 从密度较低的钦合金递增到密度较高的钨。函数的微分 , 。代表激光的强度 , 单位 · , 。式钦钨合金功能梯度试样的密度分布厚厚度一一一一一一一一密密度图是试样在激光线源热弹激发位移场的实验和理论波形。图中横坐标表示时间 , 单位微秒。左图中共三十一条实验位移波形对应的间格是毫米 , 总扫描范围是毫米。右图中共二十七条理论位移波形对应的间格约毫米 , 总模拟声场的范围是毫米。实验观察到直达纵波和横波 , 其出现的位置和传播路径计算的值图中表示较一致。虽然由于数值计算精度的限制 , 理论位移波形中还有干扰 , 所反映直达纵波和横波的频率较低 , 但得到与实验对应的直达纵波和横波图中表示。从比较结果 , 可以相信激光超声实验能观察到激光在功能梯度板中激发的声波 , 得到理论模型能预测的声波。有趣的是实验中出现理论没有预计的声波实验图中表示剩下的部分 , 而且其出现的位置晚 , 可以肯定试样中有低速层 , 对应可能试样研制过程出现异常。用该实验手段可对试样进行直观的非破损 , 非接触式的检测。图钦钨合金功能梯度板激光激发的位移场波形实验理论叱认结论本文在一块厚约毫米的波阻抗梯度飞片观察到了激光激发出的直达纵波和横波。理论上将激光线源等效成理想的瞬态力源 , 数值求解瞬态位移场进行 , 得到了和实验较一致的结果。下一步的工作是求解反问题 , 对实验数据进行处理 , 得到材料参数的梯度分布。参考文献 , , 脚艺 ’ ‘ 介‘加了 ’刁朋 , , 沈强 , 窦金锋 , 张联盟 , 华劲松 , 谭华 , 一系复合材料的制备及其特性波阻抗 , 局否渺理学戎 , , , 一 , 一柳 , 艺了百助了 , 一

                    本文档为【功能梯度材料板的激光超声检测】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
                    图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。 
 该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。

                    [版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。

                    本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。

                    网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
                

下载需要：免费已有0 人下载

立即下载

功能梯度材料板的激光超声检测

你可能还喜欢