利用激光超声技术, 研究生产中常见的弧形表面缺陷的无损检测方法。首先基于热弹机制建立弧形表面缺陷检测的有限元仿真模型, 探究不同尺寸参数的缺陷对表面波反射回波及透射波的影响; 然后采用经验模态分解法对带有缺陷信息的反射回波和透射波信号进行了分解, 提取相应特征频率的信号进行叠加; 最后根据超声特征参数的变化规律, 建立了缺陷深度的预测模型。结果表明, 利用透射波特征参数计算得到的缺陷深度与实际缺陷深度相比的最大误差仅为0.6%, 因此提出的预测模型具有较高的精度, 可用于弧形表面缺陷的现场检测。

为了实现表面V形裂纹的定量检测, 采用有限元的方法研究了激光激发的超声表面波与表面V形裂纹的作用机理, 在反射回波信号中提取了与表面裂纹长度和角度有关的特征信号。分析了裂纹的角度和长度变化对表面波信号的影响, 并对时域信号进行了时频分析, 提出了一种利用反射表面波定量表征表面V形裂纹长度的方法。数值结果表明, 随着裂纹长度的增加, 反射回波的到达时间差也线性增加, 透射表面波对裂纹角度的变化比较敏感。通过反射回波到达的时间差与裂纹长度之间的关系可以快速判断裂纹长度, 并定量表征出相应裂纹的长度。数值结果与理论结果有很高的吻合度, 为表面V形裂纹长度的定量检测提供了一种高效准确的方法。