激光与光电子学进展, 2018, 55 (12): 121409, 网络出版: 2019-08-01 复制并引用该论文  本文已被引 1 次  被引通知

图 & 表

图 1. 数值模型示意图

Fig. 1. Schematic of numerical model

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图 2. 网格划分示意图

Fig. 2. Schematic of mesh generation

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图 3. SLS法检测表面缺陷的示意图

Fig. 3. Schematic of surface defect detection by SLS

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图 4. 激光源辐射在上表面距离探测点不同位置的位移信号。(a) 1 mm;(b) 1.2 mm;(c) 1.4 mm;(d) 1.7 mm;(e) 2.4 mm

Fig. 4. Displacement signals at upper surface by laser source irradiation for different distances from detection point. (a) 1 mm; (b) 1.2 mm; (c) 1.4 mm; (d) 1.7 mm; (e) 2.4 mm

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图 5. 不同温度下激光激发表面波的位移信号。(a)无缺陷;(b)有缺陷

Fig. 5. Displacement signals of laser-induced surface acoustic waves under different temperatures. (a) No defects; (b) with defects

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图 6. 不同温度下激光激发表面波的频域波形图

Fig. 6. Waveforms in frequency domain of laser-induced surface acoustic waves under different temperatures

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图 7. 不同缺陷深度的位移波形图

Fig. 7. Displacement waveforms at different defect depths

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图 8. 不同温度下时间差δtAB随缺陷深度的变化

Fig. 8. Time difference δtAB versus defect depth under different temperatures

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图 9. 不同缺陷宽度的位移波形图

Fig. 9. Displacement waveforms at different defect widths

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图 10. 不同温度下时间差δtAB随缺陷宽度的变化情况

Fig. 10. Time difference δtAB versus defect width under different temperatures

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图 11. 声表面波与缺陷前沿相互作用的有限元模型

Fig. 11. Finite element model of interaction between surface acoustic wave and front edge of defects

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图 12. 缺陷前沿与声表面波作用的位移场。 (a) t=0.3 μs;(b) t=0.5 μs;(c) t=0.6 μs

Fig. 12. Displacement fields of front edge of defects interacting with surface acoustic wave. (a) t=0.3 μs; (b) t=0.5 μs; (c) t=0.6 μs

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图 13. 表面波与缺陷前沿作用产生的传播路径

Fig. 13. Propagation path produced by front edge of defects interacting with surface acoustic wave

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图 14. 缺陷前沿与声表面波作用的时域信号

Fig. 14. Signal in time domain of front edge of defects interacting with surface acoustic wave

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图 15. 声表面波与缺陷后沿相互作用的有限元模型

Fig. 15. Finite element model of interaction between surface acoustic wave and rear edge of defects

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图 16. 声表面波与缺陷后沿作用的位移信号

Fig. 16. Displacement signal of surface acoustic wave interacting with rear edge of defects

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图 17. 缺陷后沿与声表面波作用的位移场。 (a) t=0.3 μs;(b) t=0.4 μs;(c) t=0.6 μs;(d) t=0.7 μs

Fig. 17. Displacement fields of rear edge of defects interacting with surface acoustic wave. (a) t=0.3 μs; (b) t=0.4 μs; (c) t=0.6 μs; (d) t=0.7 μs

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图 18. 特征点K的传播示意图

Fig. 18. Schematic of propagation of feature point K

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图 19. 表面波与缺陷相互作用过程的示意图

Fig. 19. Schematic of interaction process between surface acoustic wave and surface defects

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表 1用于计算的铝的热物理与力学参数

Table1. Thermophysical and mechanical parameters of aluminum used for calculation

Parameter Absorptivity Density /(kg·m-3) Specific heat /(J·kg-1·K-1) Thermalconductivecoefficient /(W·m-1·K-1) Youngmodulus /GPa Poissonratio Thermalexpansioncoefficient /(10-5·K-1) Expression 0.052+3×10-5(T-300) 249.5-0.08T 780.3+0.48T 2769-0.22T 85-0.05T 0.34+10-4×(T-300) 17.7+0.018T

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表 2特征点K和L到达时间的数值和理论结果

Table2. Numerical and theoretical results of arrival time of feature points K and L

Depth /mm tK /μs tL /μs Numerical result Theoretical result Numerical result Theoretical result 0.15 1.225 1.207 1.321 1.310 0.20 1.255 1.241 1.392 1.379 0.25 1.286 1.276 1.455 1.448 0.30 1.312 1.310 1.521 1.517

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表 3缺陷深度的数值结果与理论结果的相对误差

Table3. Relative errors between numerical and theoretical results of defect depth

Depth /mm T=300 K T=500 K T=700 K D' /mm Relative error /% D' /mm Relative error /% D' /mm Relative error /% 0.10 0.1232 23.20 0.1208 20.80 0.1200 20.00 0.15 0.1755 16.97 0.1678 11.87 0.1732 15.47 0.20 0.2248 12.38 0.2201 10.09 0.2127 6.35 0.25 0.2668 6.72 0.2618 4.72 0.2572 2.88 0.30 0.3112 3.73 0.3088 2.93 0.3069 2.30 0.35 0.3654 2.71 0.3558 1.66 0.3529 0.83

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陶程, 殷安民, 应志奇, 王煜帆, 束学道, 彭文飞. 不同温度下表面微缺陷的声表面波定量分析[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(12): 121409. Cheng Tao, Anmin Yin, Zhiqi Ying, Yufan Wang, Xuedao Shu, Wenfei Peng. Quantitative Analysis of Surface-Breaking Defects by Surface Acoustic Waves Under Different Temperatures[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(12): 121409.