1 中北大学先进制造技术山西省重点实验室, 山西 太原 030051
2 中国特种设备检测研究院, 北京 100029
3 中国科学院声学研究所, 北京 100190
为实现对表面缺陷深度的激光超声定量检测,建立了与缺陷宽度有关的深度测量理论。建立了含有宽度修正项的深度测量公式,并定义了缺陷尺寸比值概念,划分了窄缺陷、极窄缺陷与宽缺陷三种缺陷类型,以及在这三种不同类型下缺陷深度测量方法的适用性,并采用有限元仿真加以验证;搭建了激光超声检测实验平台,对铝合金表面缺陷样品进行了深度检测。结果表明:引入宽度修正项可实现对窄缺陷深度的定量检测,该方法的平均测量误差不足5%,很好地实现了缺陷深度的精确测量。
1 宁波大学机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211
2 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室, 浙江 宁波 315211
采用有限元法研究了激光激发的声表面波与表面微缺陷的作用机理,在位移信号中选取出能定量表征缺陷深度的特征量(振荡信号),分析了缺陷深度和宽度对振荡信号的影响。根据表面波与缺陷后沿作用的位移场,解释了振荡信号的来源。数值结果表明,振荡信号(特征点A、B)来源于透射表面波在缺陷后沿所产生的振荡,同一温度下特征点A、B到达时间差随表面缺陷深度的增大呈线性增长,与缺陷宽度的变化无关。根据特征点A、B的到达时间差与缺陷深度之间的关系,结合表面波声速与温度之间的关系,实现了不同温度下缺陷深度的定量计算。
激光技术 温度 有限元法 表面微缺陷 声表面波 激光与光电子学进展
2018, 55(12): 121409
1 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
2 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
3 兰州城市学院,物理系,兰州,730070
熔石英亚表面缺陷对光场的调制是导致激光辐照场破坏的主要因素.采用有限元方法对熔石英亚表面缺陷(平面和锥形划痕)周围的光强分布进行了数值模拟.结果表明:划痕形状、几何尺寸、方位角、光的入射角等是影响划痕周围光强分布的主要因素;前表面划痕对光强的增强效果比后表面弱;在理想形状的划痕截面和表面同时发生内全反射时,平面划痕周围的光强增强效果明显.锥形划痕周围的光强分布为正确解释交叉划痕的夹角平分线附近的损伤提供了理论依据.
亚表面微缺陷 光强增强因子 激光损伤 数值模拟
