1 东北大学 理学院, 辽宁 沈阳 110819
2 东北大学 材料各向异性与织构教育部重点实验室, 辽宁 沈阳 110819
3 中航工业沈阳飞机设计研究所, 辽宁 沈阳 110035
基于等效载荷法, 应用有限元软件Abaqus模拟了脉冲激光激发的超声表面波在预加裂纹的半无限大弹性薄板内的传播, 并探讨了微裂纹的尺寸对超声信号的影响。将脉冲激光激励等效为作用在薄板表面的在时间和空间上均满足高斯分布的脉冲载荷, 并通过引入修正系数建立了激光的物理参数与峰值载荷的定量关系。在实验验证了有限元模型和等效载荷法正确性的基础上, 探讨了裂纹的宽度、深度对反射波和透射波声学特性的影响。结果表明,所建立的等效载荷法能有效地模拟激光超声检测裂纹的实验过程, 对激光超声的数值模拟研究以及在裂纹检测方面的应用具有重要的意义。
激光超声 微裂纹 有限元 等效载荷法 laser ultrasonic micro crack finite element equivalent load method 红外与激光工程
2016, 45(10): 1006004
1 东北大学理学院, 辽宁 沈阳 110819
2 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所, 辽宁 沈阳 110035
3 东北大学材料与冶金学院, 辽宁 沈阳 110819
材料的力学性能直接影响到构件的安全性和寿命，而材料的弹性常数是其力学性能的重要指标。利用有限元软件Abaqus模拟了激光激发的超声表面波和纵波在金属薄板试样表面及体内的传播过程。采用修正的高斯分布的力源等效激光对样品的脉冲作用来产生超声波，在边界处设置无限单元消除反射回波的干扰信号，并由接收点的超声表面波和纵波信号计算得到波速大小，再根据波速和弹性常数之间的关系得到材料的弹性常数。数值结果与理论解吻合良好，为激光超声检测材料弹性常数提供了一种十分有效的数值方法。
激光技术 激光超声 弹性常数 Abaqus数值模拟 无限单元
