激光超声透射波频域特征的仿真与实验研究

为了解决航空发动机原位裂纹的快速检测问题,通过数值模拟与实验分析相结合,分析激光超声透射波与不同深度缺陷的铝板相互作用后的频域波形峰值的变化。研究表明：（1）随着缺陷深度的增加,透射波频域波形的幅值整体上呈现降低的趋势;（2）由实验数据分析可得,缺陷深度从0.3mm增加到0.9mm时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区的峰值增加量分别为35.45%、24.90%、24.11%,即其增加量逐渐减小。该分析方法为超声信号表征表面微缺陷提供了一种思路,为今后从频域峰值方面分析裂纹深度奠定一定的基础。     

“钢-铅”粘接结构非接触激光超声检测方法

为了解决核工业领域防辐射用钢铅粘接结构的非接触、高精度无损检测问题,研究激光超声检测方法。建立了粘接结构模型,分析了激光超声的传播及脱粘导致的声波反射和衰减;实验测量了良好粘接与脱粘处的窄带激光超声信号,观测到脱粘导致的界面反射信号幅度变化;分析得出表征脱粘的激光超声反射系数与声波频率和测量位置的关系;通过激光超声C扫描方法实现模拟脱粘试样的检测与成像。研究表明:激光超声方法可以实现两层钢铅粘接结构脱粘的成像检测,在核工业防辐射结构检测中具有应用前景。     

光源对激光超声信号特性的影响分析

通过已搭建好的激光超声检测实验平台,在保持相同激光脉冲能量和相同探测位置的条件下,重点研究了点光源与线光源产生的超声信号的特点和区别。研究了不同探测位置点光源与线光源激发出的超声信号幅值以及产生的超声信号波形。实验发现:在同一探测位置下,将点光源换成线光源后,产生的超声信号幅值由1.3 V提高到1.7 V,提高了0.4 V;在探测位置逐渐增大的情况下,点光源激发出超声信号幅值的衰减幅度为75.78%,而线光源激发出的超声信号幅值的衰减幅度为34.92%。结果表明,在功率密度相同的情况下,线光源产生的超声信号要比点光源产生的超声信号幅值提高40.86%,产生较强的表面波,提高了信噪比。