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脉冲激光线源热弹激发超声导波的数值研究

关建飞  
【摘要】:考虑激光作用过程中材料热物理参数随温度变化的非线性效应,在两维平面内建立了平面应变有限元模型,基于热弹耦合理论数值模拟了脉冲激光线源辐照金属铝板表面激发超声导波的物理过程。数值模拟分别得到了脉冲激光线源在厚度为1 cm与0.2 mm的铝板中激发出的声表面波与Lamb波的时域波形。其中声表面波包括掠面纵波、表面横波与瑞利波3种模式,而Lamb波主要包含低阶对称与反对称模式。最后讨论了不同半宽的激光线源对声表面波以及Lamb波位移信号时域波形的影响,初步建立了线源激光脉冲输入参数与超声导波波形特征之间的对应关系。为激光超声用于材料性能的表征提供了定量的基础。

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