1 中国矿业大学 力学与建筑工程学院, 徐州 221116
2 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 徐州 221116
为了研究激光冲击所引起的瑞利表面波在材料表面裂纹检测方面的作用, 采用ABAQUS建立了激光超声无损检测表面裂纹的模型,并模拟激光在材料表面激发瑞利波及瑞利波沿材料表面传播的过程。从激光的峰值压力、空间分布、时间分布3个方面将激光冲击作用等效成力的作用, 体现了激光参量在作用过程中所起到的作用; 同时, 使用无限单元消除了边界的反射回波。通过对接收点处瑞利表面波信号的分析, 进行了不同深度表面裂纹对瑞利波回波峰值影响的定量比较。结果表明, 瑞利反射波的正向峰值与下一次最大正向位移所对应的时间的比值和表面裂纹深度之间存在着线性关系, 进而为实验测量表面裂纹深度提供了一种测量方法。
测量与计量 瑞利波 数值模拟 无限单元 无损检测 measurement and metrology Rayleigh wave numerical simulation infinite elements nondestructive testing
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
