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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 531 毫秒
1.
在研究摩擦力驱动的接触式转动马达的基础上,本文研制了一种由声表面波驱动的非接触式转动马达.这种马达的定子选用128°YX-LiNbO3晶体,在晶体表面光刻两对叉指换能器,由叉指换能器在定子表面激发两列平行而反向传播的声表面波.定子表面铺一层流体,转子就浮在流体表面.当定子表面有两列平行而反向的声表面波传播时,流体层中就会产生平行而反向的声流,这种黏性流体的声流运动就会驱动转子运动.实验上测定了马达的角速度随驱动电压,流体层厚度以及流体运动黏性系数变化的结果.同时,我们也发现,在相同工作频率下,非接触式转动马达的阈值电压远小于接触式.  相似文献   

2.
袁玲  孙凯华  崔一平  沈中华  倪晓武 《物理学报》2012,61(1):14210-014210
表面粗糙是材料制造过程中必有的副产物, 粗糙表面会引起其中传播的声表面波的速度发生变化. 在利用激光声表面波对材料性质进行评估时, 常用宽带的激光声表面波速度频散特性对材料性质进行反演. 为了研究表面粗糙度是否能作为反演的特征参数之一, 本文建立了激光在表面粗糙样品中激发声表面波、聚偏氟乙烯换能器宽带接收声表面波的实验装置来研究不同粗糙度表面对声表面波速度的影响; 理论上建立了激光在粗糙表面中激发声表面波的计算模型, 利用有限元法得到声表面波的时域特征, 并进一步得到声表面波的速度色散曲线, 理论结果和实验结果能很好地拟合. 这为利用激光声表面波对表面粗糙的评估提供理论和实验依据. 关键词: 表面粗糙 激光声表面波 速度色散 聚偏氟乙烯传感器 有限元法  相似文献   

3.
王敬时  徐晓东  刘晓峻  许钢灿 《物理学报》2008,57(12):7765-7769
利用激光激发声表面波的理论模型,研究了被激发宽带声表面波在具有表面微裂纹缺陷金属材料上的传播特性.对具有不同形状的表面缺陷模型进行了数值分析.结果表明:表面微裂纹缺陷有明显的低通效应,缺陷深度越大高频截止频率就越低,缺陷深度与低通滤波的截止频率呈近似线性关系;缺陷的宽度增大对表面波透射能量有明显的衰减作用. 关键词: 激光超声 声表面波 有限元方法 低通滤波器  相似文献   

4.
针对激光超声中固体表面波的传播特性,研究了一套斐索光纤干涉仪系统并实现了对YAG激发的铝材料表面波的检测.该光纤干涉仪基于共光路干涉原理,消除了其他表面波检测手段的诸多弊端,具有环境要求低、结构简单、易于调节、频响高且为非接触式测量等优点,实验表明该干涉仪适合于激光超声检测.  相似文献   

5.
为了研究激光激发出的超声波在带过渡圆角的金属平板上的传播规律和检测表面缺陷的方法,采用有限元法模拟了该类平板中的激光超声现象,分析了表面波在圆角区域的传播规律和与表面缺陷的作用过程。数值结果表明:激光激发出纵波、横波和Rayleigh波等,其中Rayleigh波主要存在于表面mm量级,并且在过渡圆角处发生模式转换生成了直达波R′和模式转换波RR等多种表面波;经过过渡区域后的声波在表面缺陷处发生了反射和透射现象,通过B扫图可以检测缺陷的位置。随着缺陷深度的增加,表面波的透射系数不断减小,且透射波Rt和Rst存在0.5 μs左右的到达时间差,该时间差与缺陷深度近似成线性正相关。数值结果为激光超声检测带过渡圆角的平板表面缺陷提供了有价值的参考。  相似文献   

6.
袁玲  沈中华  关建飞  倪晓武  陆建 《光子学报》2007,36(10):1769-1773
基于金属材料近表面层弹性性质(杨氏模量)的连续变化,建立了一种激光在基底上的梯度材料中激发声表面波的理论模型,并用有限元方法模拟了脉冲激光作用于材料上表面激发出的超声波及其传播过程.讨论了表面层厚度的变化以及表面层弹性性质的变化对热弹条件下产生的声表面波波形特征的影响,并分别计算了两种情况下的声表面波的相速度色散,得到了两种情况下声表面波的变化规律.  相似文献   

7.
采用时域有限差分法对矩形结构装置的等离子体表面波传播进行了三维数值模拟.研究了装置参数(如介质板相对介电常数、厚度以及介质板上方空气间隙)对天线阵列激发的等离子体表面波传播的影响,给出了合适的介质板相对介电常数和厚度,并指出空气间隙的存在会严重削弱天线阵列对表面波的激发.计算结果可为大面积矩形表面波等离子体源装置的优化设计提供参考. 关键词: 时域有限差分法 等离子体表面波 狭缝天线  相似文献   

8.
表面等离子体波的存在可以显著改变激光与等离子体的耦合效率,这在激光驱动粒子加速、强X射线产生、温稠密物质态等领域研究有重要应用.本文利用二维粒子模拟程序,研究了强激光入射双层等离子体靶激发的表面等离子体波.模拟结果表明,不同于单层靶情形,大角度入射的强激光脉冲达到一定强度阈值后,可驱动等离子体表面中的电子形成周期结构,激发静电波,其波长与入射波波长相近,传播速度接近光速;表明双层等离子体更有利于表面波的激发,传播范围更大;双层靶的表面波强度与入射激光强度的比值明显不同于单层靶的理论结果,呈现非线性关系;表面波的存在可以显著增强后续激光脉冲的透射,使后续激光脉冲突破稠密等离子体形成的“黑障”,在远高于临界密度的薄靶后被观察到.  相似文献   

9.
激光激发黏弹表面波有限元数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
研究黏弹性材料中激光激发的Rayleigh波的传播特征. 考虑到黏弹性材料的黏性特征,在频域内建立黏弹性材料中激光激发Rayleigh波的有限元数值模型. 在验证有限元频域数值模型正确性的基础上,模拟脉冲激光作用在黏弹性材料上激发出Rayleigh波,进而讨论激光激发的黏弹Rayleigh波的传播特征,并比较黏弹性材料与弹性材料中激光激发的Rayleigh波差异,同时分析了材料的黏性劲度参量变化对Rayleigh波特征的影响. 关键词: 表面波 激光超声 有限元方法 黏弹性  相似文献   

10.
张政  赵金峰  潘永东 《应用声学》2019,38(5):815-823
为了研究直达表面波在圆弧过渡面处传播性能的变化,采用有限元方法模拟了热弹机制下,线性脉冲激光辐照金属铝块表面时激发的表面波在近表面传播过程中,在不同曲率半径的圆弧处发生的反射及透射现象,建立了圆弧半径与反射表面波以及透射表面波时域信号特征之间的联系。计算结果表明:曲率半径与表面波中心波长的数值关系对表面波在圆弧处的传播有显著的影响;同时证明了根据透射表面波信号的到达时间可以反演圆弧半径的大小,为之后利用表面波信号定量检测材料表面圆弧凹痕的深度提供了理论依据。  相似文献   

11.
Most of the factors limiting the extensive application of laser-based ultrasonic for nondestructive evaluation of surface breaking crack are its poor sensitivity, low efficiency relative to conventional contact ultrasonic methods and limit on the dimension of the cracks. For this reason, a new technique that multiplepulse narrow-band ultrasound generated by laser arrays has been proposed. It is found that crack detection dependent on spectrum of narrow-band ultrasound generated by laser arrays can be operated with low amplitude requirements. In this paper, the narrow-band ultrasound generated by pulse laser arrays interacting with surface breaking cracks has been simulated in detail by the finite element method (FEM) according to the thermoelastic theory. The pulsed array lasers were assumed to be transient heat source, and the surface acoustic wave (SAW) which propagating on the top of the plate was computed based on thermoelastic theory. Then the frequency spectrums of both reflected waves by crack and transmission ones through crack were compared with the direct waves. Results demonstrate that multiple-frequency components of the narrow-band ultrasound were varied with change of the depth of surface breaking cracks significantly, which provides the possibility for precise evaluation of surface breaking cracks.  相似文献   

12.
When a surface acoustic wave (SAW) propagates on the surface of a GaAs semiconductor, coupling between electrons in the two-dimensional electron gas beneath the interface and the elastic host crystal through piezoelectric interaction will attenuate the SAW. The coupling coemcient is ~alculated for the SAW propagating along an arbitrary direction. It is found that the coupling strength is strongly dependent on the propagating direction. When the SAW propagates along the [011] direction, the coupling becomes quite weak.  相似文献   

13.
When a surface acoustic wave (SAW) propagates on the surface of a GaAs semiconductor, coupling between electrons in the two-dimensional electron gas beneath the interface and the elastic host crystal through piezoelectric interaction will attenuate the SAW. The coupling coefficient is calculated for the SAW propagating along an arbitrary direction. It is found that the coupling strength is strongly dependent on the propagating direction. When the SAW propagates along the [011] direction, the coupling becomes quite weak.  相似文献   

14.
脉冲激光在液体中激发的声波特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
理论上分析了脉冲激光在液体中产生的声波波阵面随光声源形状的变化,以及不同激发机制下光声脉冲波形的差别,并从实验中得出了脉冲CO2激光光声脉冲频谱特性.结果表明光声波波阵面为球面或柱面,热弹机制激发双极性的光声脉冲,汽化机制激发单极性的光声脉冲,CO2脉冲激光在水中激发的声波频谱峰值主要在100 kHz以下.通过选择光声源的形状和激发机制可以获得所需的光声信号.  相似文献   

15.
A nanosecond pulse laser generates acoustic waves on a water-material interface. The absorbed beam energy heats and thermoelastically expands the material. The thermoelastic stress of a material is dependent on its absorbance and expansion coefficient. In this work, we used a composite of reduced graphene oxide (RGO) and aluminum thin film to increase the efficiency of conversion from beamed energy to thermoelastic stress. A laser shadowgraph showed enhanced acoustic waves propagating at ~1,500 m/s under water. The effect of RGO on ultrasound generation is examined for different thicknesses of RGO at several laser fluences. The pressure of laser-induced ultrasound on the RGO–aluminum composite was measured to be up to 59 times greater than that produced with an aluminum film alone, and the frequency of laser-induced ultrasound was determined by the thermoelastic response. The strong intensity and broad bandwidth of the laser-induced acoustic wave suggested enhanced repetition time and resolution required for biomedical imaging.  相似文献   

16.
脉冲激光辐照硅材料引起表面波纹的特性研究   总被引:9,自引:4,他引:5  
叙述了激光与材料相互作用过程中引起相干受激光散射的机制,以及形成材料表面波纹的特性。在激光波长1.06μm、能量15mJ、光斑直径2mm、脉冲半峰全宽约10ns和入射方向为布儒斯特角的条件下,进行了脉冲激光辐照硅材料形成表面波纹的实验研究。在脉冲激光辐照硅材料表面功率密度略大于材料损伤阈值的条件下,发现了硅材料表面形成的平行等间距直线条纹结构。用光学显微镜和原子力显微镜分别测量了被辐照硅材料表面的波纹形貌特征。在假设硅材料表面波纹的产生与声波在材料中的传播速度有关的条件下,由声波传播速度和激光辐照硅材料的脉冲宽度较好地解释了材料表面形成条纹的宽度.并认为在形成表面波纹的过程中,热应力起主要作用。  相似文献   

17.
A new kind of non-contact linear actuator (motor) driven by surface acoustic waves (SAWs) is presented, in which the stators are made from SAW delay lines using 128° YX-LiNbO3 substrates. A fluid layer is introduced between the slider and the stator of the actuator, and the slider is a circular aluminum disk suspended on the surface of the liquid (water) layer. As the SAW is excited on the stator, the SAW is converted to a leaky wave in the interface of the stator and the liquid, and then propagates into the liquid. Owing to the nonlinear effect of wave propagation, acoustic streaming is generated, which pushes the slider to move. By the experiments, the relations between the slider velocity and the experimental parameters, such as the exciting voltage of the SAWs, the thickness and the kinematic viscosity of the liquid layer, are obtained.  相似文献   

18.
固体中脉冲激光激发声表面波的理论研究   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
本文运用本征函数展开的方法对固体材料中脉冲激光激发的声表面波进行了理论研究,在考虑热弹激发的条件下,利用三维的轴对称模型,得到了脉冲激光光源的脉冲宽度以及聚焦半径对固体材料中声表面波信号的时域及频域的影响,对进行超短脉冲激光激发超声的研究具有指导意义。  相似文献   

19.
I.IntroductionThenonlinearityparameterB/Aisanimportantacousticalparameteroffluids.Hitherto,manytheoreticalandexperimentalstudiesforthedeterminahonofthenon1inearityparamctersof1iquidshavebeenrcported.ThemcthodsfordetCrminationofthenonlinearityparamenterofthe1iquidcanbeseparatedintotwocategories:thermodynamicmethod[llandfinite-amp1itudeacousticwavcmethod.The1attercancseparatedfurtherintoharmonicwavemcthodt2]andpulsemethod.Karabutovetal.[31andBozkhovetaI.[4lusedthepulsedlasertogencratetheplane…  相似文献   

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