流-固界面上超声波与缺陷相互作用的理论研究
时间:2019-03-17 20:57 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要经过多年的研究发展，激光超声技术为无损检测提供了有效的检测方法，然而在实际检测应用时通常要在充满流体的环境下进行，由于流固之间的耦合作用，激光在流固界面上将激励出泄露波（泄露Rayleigh波或泄露Lamb波）和Scholte波。因此，将激光超声应用于流固界面的检测必须对流固界中激光超声进行全面深入的研究。本文在已有理论研究的基础上，利用有限元法对流-固界面上激光激励超声波进行模拟研究，分析流-固界面波的传播特性，并且初步研究了当界面中存在缺陷时界面上超声波与缺陷相互作用过程以及其传播特性。33861 关键词 激光超声 流-固界面 泄露Rayleigh波 Scholte波 有限元法 毕业论文设计说明书外文摘要 Title Theoretical study on the interaction between ultrasonic wave and defect at fluid solid interface Abstract Laser ultrasonic technology has provided an effective detection method for nondestructive testing，after many years of research and development. However, in the practical detection application, it is usually carried out in the fluid filled environment. Because of the coupling between fluid and solid, the laser will motivate leaky wave (leaky Rayleigh wave or leaky Lamb wave) and Scholte wave at the fluid-solid interface. Therefore, it must be carried out comprehensively and deeply on the laser ultrasound of fluid-solid interface. In this paper, We use the finite element method to simulate the ultrasonic wave motivated by the laser, based on the existing theoretical research, and analyze the laser ultrasound at the fluid-solid interface. In the last, the research about the interaction of ultrasonic and defect and the propagation of ultrasonic wave in the interface was carried out preliminarily. Keywords Laser ultrasound Fluid-solid interface Leaky Rayleigh wave Scholte wave Finite element method 目录 1 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 激光超声技术研究进展及现状 2 1.3 本文研究内容 3 2 流固界面波的研究 4 2.1 流固界面波的研究进展 4 2.2 激光热弹激励流固界面波的模型 5 2.2.1 热源 6 2.2.2 热传导方程 6 2.2.3 热弹运动方程 7 2.3 本章小结 8 3 激光热弹激励流固界面波的有限元分析 9 3.1 有限元模型 9 3.2 数值模拟及分析 10 3.2.1 水-钢界面 11 3.2.2 水-有机玻璃界面 12 3.3 本章小结 14 4 流固界面上超声波与缺陷的相互作用 15 4.1 水-钢界面超声波与缺陷的相互作用 15 4.2 水-有机玻璃界面超声波与缺陷的相互作用 18 4.3 本章小结 21 总结 22 致谢 23 参考文献 24 1 绪论 1.1 研究背景 随着工业的发展，无论是对生产设备、制造工艺，还是对产品质量的要求越来越严格，无损检测（NDT）和无损评估（NDE）有着广阔的应用前景，受到了广泛关注。超声波在介质中传播将携带与介质有关的信息，可以反映介质的材料特性和结构特征，因此超声技术可以应用于检测和评估技术。经过多年的发展，超声技术已成为应用最广泛的无损检测和无损评估的方法之一。在传统超声技术中，压电换能器（PZT）广泛应用于发射和接收超声波，这种方法是物理接触式的，有的时候还需要耦合剂。但随着检测要求的提高以及对特殊场合（如高温高压等恶劣条件，人类牙齿[1]等）检测的需求，传统超声技术有许多不足之处。 (责任编辑：qin) |