为了提高激光超声的激发效率且不对被测表面造成损伤, 改变了光源的空间分布, 采用脉冲激光环形光源激发超声及有限元方法,应用多物理场耦合软件, 对铝板中激发的超声全场波形进行了数值模拟, 研究了环形光源中轴线上叠加横波的激发特性随激光参量而变化的规律, 并与点光源激发超声进行对比。通过模拟缺陷所导致超声场的变化规律, 提出一种环光源双面扫描检测裂纹的方法, 验证了利用叠加横波特性进行缺陷检测的可行性和有效性。结果表明, 使用环形光源, 其光源损耗常在50%以下, 可大大提高激发效率, 横波传播方向稳定, 叠加深度与光环半径有关, 而环半宽则会影响叠加横波强度。该研究结果对环形光源激发超声应用于缺陷检测提供了参考。

列车速度的不断提高增大了车轮的磨损, 加快了车轮直径的变化, 给列车运行带来了安全隐患。提出了一种采用激光动态测量车轮直径的方法, 介绍了使用单个激光位移传感器和两个激光位移传感器动态测量车轮直径的工作原理, 并对影响测量精度的主要误差因素进行了分析和仿真计算。结果表明, 采用两个激光位移传感器的测量方案可有效克服车轮运动过程中定位误差对测量的影响。经过现场测试, 研制的激光测量装置的测量精度为±0.38 mm(σ)满足现场要求, 实现了列车在正常运行过程中对其直径进行动态在线测量。